文档介绍：摘要三维空间结构的风荷载数值模拟研究学校名称:系南大学研究生姓名:李清雅摘要导师姓名:叶继红教授随着现代建筑美学的发展和使用功能的要求,大跨空间结构的应用越来越多,并以奠大空间、多功能、内部布置灵活等突出优势,在建筑结构中发挥着越来越重要的作用。这类结构具有自重轻、柔性大、阻尼小等特点,对风萄载十分敏感,其风压分鑫复杂,熙蘅载兔结橡设计的主要控制苟载。计算风工程是随着计算机技术和计算流体力学的发展而出现的,相比于传统方法它舆有独特的优势,设计周期短、实验费用低、承担风险小,有着十分广阔的发展前景,并且逐步开始在实际工程中有所应震。本文对计算流体力学基本原理进行了全面深入静分析,包括计算流体力学基本方程及数值模拟方法等。基于FLUENT流体动力学数值模拟平台,利用雷诺平均法,对球壳、柱面、悬链面、菱形马鞍葱及椭圆双鳆抛物蕊五类结构的平均风压分毒及其绕流特性进行了缨致魄研究。将数值模拟结果与风漏试验结果进行对比分析,验证了数值模拟方法的正确性。在此基础上,系统研究了风速、风向角、地面粗糙度、缩尺比、矢跨比等因素对结构风艨分布及其绕流特性的影响。风速、缀尺比在有限范围内变化对平均风腿数值模拟结果的影响可以忽略不计。地獬粗糙度对计算结果稍有影响,当其它条件相阍时,平均风压绝对蕊按A、B、C、D四类地貌依次增大。结构的翻身特征,如矢跨比、长宽比等对风压分布规律无显著影响,差异主要表现在数值大小方面。风向角对各种结构的风压分布影响最为显著。本文采用了大涡模拟技术对球壳、柱面、悬链面、菱形马鞍|蟊及椭圆双曲抛物面五类结构进行了非定常流场的计算。使用自回归模型的线性滤波法生成了脉动风速的时间序列,该脉动风速的时间序列很好地满足了预先设定的脉动风速谱和空阀相关{生魄要求,进两将其代入到实际计算的边界条件当中。计算得到了每个结构上静风压系数时程,经过时间统计得到了结构的脉动风愿系数及峰值因子,并与试验结果比较,证明了本文从来流模拟到对风荷载计算及数据后处理的方法的正确性。稳态计算得到的平均风压数据与风洞试验结果几乎完全一致,非稳态计算得到的脉动风压数据与试验结果差剜稍大,其中正高巍魏面模拟精度高于受离斯益面。对于大跨空间结构,绝大部分都处予负压区。根据结构形式和风压分布特点,对上述五类结构分别进行区域划分,得到工程上实用的体型系数,并绘制成表格,可供设计参考,网时给出了这几类空间结构的峰值因子参考值,球壳取4。9,,,菱形马鞍面驭6,。关键词:大跨空间结构;计算风工程;数值模拟;平均风压;脉动风压东南大学硕士学位论文 NUMEIUCAL SIMULATION OFWIND LOAD ON SPATIAL STRUCTURES Southeast University By LiQingya Abstnct Supervised by With thedevelopment ofmodern architectural aesthetics and use function and more long—span spatial structures have been built,which dominate in large space,multi-roles, flexible-layout,,spatial structures areplaying more and more important rolesinthefieldof ,due totheirlightself-weight,flexibility and low damp,spatial structures arevery sensitive towind load,and thewind pressures are load often es the governing liveloadofthiskindof structures. Computational Wind Engineering was brought forward withthedevelopment putational Fluid Dynamics(CFD)pared withthetraditionalmethod inwind engineering,it has itsown unique application ofCFD willhave abright futurebecause of many merits such勰 short