基于超越阈值概率的行人风环境数值评估

大尺度的建筑物和密集的建筑群都会对其周边的风环境造成较大的影响,并可能引起行人风环境问题。首先阐述了行人风环境评估的超越阈值概率方法,提出了综合考虑平均风和阵风影响的行人风环境评估标准;其次,结合某半开敞式的大跨空间建筑,统计了该地区风速气象观测资料并估计了概率参数;再次,使用计算流体力学数值风洞技术,获得了8个风向下的风场分布;最后,给出了场地全风向超越不舒适风速阈值的概率分布图,评价了该建筑的行人风环境。结果表明:该文所述方法能够给出复杂建筑的行人不舒适度和危险度详实评估结果。     

自然通风在绿色校园设计中的应用

为研究自然通风在绿色校园总体规划布局和建筑单体设计中的作用,本文利用CFD软件对合肥地区某中学新建工程室外风环境、教学楼室内通风情况进行数值模拟分析。通过研究室外气流流速和建筑立面开启外窗室内外表面的风压差来分析室外风环境质量。通过研究教学楼室内气流速度和空气龄来分析其室内各功能房间的通风换气情况以及整体的通风效果。研究表明自然通风在营造校园舒适的室外风环境、降低热岛效应,改善室内空气质量、降低建筑能耗等方面具有明显优势。本研究对后续自然通风在绿色校园设计中的应用有一定的借鉴意义。     

某摩天大楼室外平台行人风环境数值研究

由于风洞阻塞率的限制和室外平台上测点的布置要求,某千米级摩天大楼的风环境试验只能采用节段模型,因此如何将试验数据用于实际大楼室外平台的行人风环境评估是一个需要解决的关键问题。为解决这一问题,该文在对CFD数值模拟方法的可行性进行验证的基础上,采用该方法研究了摩天大楼整体模型与节段模型的行人风环境特性,比较了不同挡风板措施的影响;利用统计学中的四分位法确定了整体模型的最不利风环境平台为平台4;最后,将整体模型平台4与节段模型平台2的CFD结果进行比较,确定了由节段模型向整体模型转换的风速调整系数,从而建立了由节段模型风环境试验数据向实际大楼行人高度风速转换的纽带,为后续的行人“风舒适性”与“风安全性”评估奠定基础。     

复杂体型高层建筑表面风压及周围风环境的数值模拟

采用离散化的数值模拟方法对一幢复杂体型高层建筑及其裙房的表面风压与周围风环境进行了模拟计算,并在边界层风洞中进行了模型试验测定。数值模拟基于Reynolds时均方程,分别采用了两种湍流封闭模型:标准k?ε模型和重整化群k?ε模型。通过将两种模型的风压计算结果与风洞试验结果进行比较,获得了该类建筑物表面风压的分布特性,并对建筑周围的风环境作了分析和评价,为结构设计和建筑覆面设计提供了依据。     

基于分离涡方法的台北101大厦流固耦合风致响应分析

以台北101大楼为研究对象,应用一种新的湍流脉动流场产生方法(DSRFG)模拟了台北101大厦周围风场的湍流入口边界条件,采用分离涡方法对该建筑进行数值风洞模拟。根据大厦外形特征,建立了几何模型,用于大厦风荷载的数值模拟;基于大厦振动监测系统得到的结构模态、自振频率等数据,建立了大厦的结构模型,用于气弹响应分析。将计算结果与现场实测以及风洞测力试验的相应数据进行了对比,以验证数值风洞的有效性。对是否考虑流固耦合的大厦数值模型的等效风荷载及风致响应进行对比分析,并探讨了流固耦合效应对大厦周围风流场的影响。对该对象的研究结果表明,在顺风向上,建筑物的风致响应不易受流固耦合效应影响,而在横风向上,考虑了双向流固耦合的有限元模型,其等效静风荷载及加速度与位移响应均小于未考虑流固耦合的有限元模型。在流场上,流固耦合效应减小了建筑两侧的涡量,但会产生较大的脱落涡旋,可能会对下游建筑风环境造成不利影响。     

大跨度空间结构抗风分析的数值风洞方法

数值风洞方法可为复杂形体结构的风压分布确定和结构风振系数选取等提供非试验性的依据。基于计算流体动力学理论,以空间结构为对象,研究数值风洞技术。数值模拟了不同空间结构形体表面及其周围的风场,计算了结构风载体型系数,并与风洞模型实验成果比较,验证数值风洞计算结果的正确性。研究了因其他结构物存在引起的结构风场和结构体型系数变化,探讨了用数值风洞模拟技术鉴别风洞模型试验可能存在的误差及其原因。基于结构表面等压线划分结构受风区域,并以面积加权平均计算得到区域体型系数。还分析了结构多风向角下的结构风载体型系数。     

底部架空建筑周围风环境模拟研究

利用PHOENICS软件对四栋底部架空建筑周围风环境进行了模拟,基于正交试验,分析了风环境特性,并通过现场测试进行了实验验证.论文主要得出以下结论:(1)建筑底部架空能改善以建筑为中心的小范围内风环境;(2)来流风速对水平平均风速影响最重要;(3)建筑布局直接影响水平平均风速,建筑周围风环境风环境设计,应优先考虑优化建筑布局.     

跨海大桥桥塔区风环境数值风洞模拟

跨海大桥桥面风环境决定了车辆的行驶安全性和舒适性,特别对于实桥的桥塔区域,由于桥塔绕流的影响,导致该区域附近的流场分布更加复杂。该文采用数值风洞技术,利用大涡模型来模拟湍流效应,数值模拟了桥面无附属结构、桥面仅布置栏杆及桥面布置栏杆风障三种工况下桥塔区域的风环境。模拟结果显示,桥塔的存在对桥面风速分布有明显的折减效应,使得车辆通过桥塔区域时可能产生较明显的侧向滑移。仅在桥面布置栏杆无法保障离桥面较高区域有合理的风速分布,但通过合理布置风障结构,桥塔区整个区域折减效果较理想,风速脉动变化更平缓,从而有利于车辆行驶的安全性。     

低矮柔性大跨度结构可靠性论证的风洞模拟

本文主要探讨了对于低矮柔性大跨度结构的可靠性论证的风洞模拟技术。其中对于风特性的测量和模拟的风振实验提出了针对性的方法，并进一步对结构的安全度和舒适度问题作了相应的研究。     

西安地区下沉式广场风环境研究——以幸福林带下沉式广场为例

下沉式建筑能有效利用地下空间提升土地利用率,同时规避地下建筑通风不良、采光不足等问题,具有重要的开发意义和应用价值.以西安市幸福林带下沉式广场为研究对象,通过计算流体力学(CFD)方法对下沉广场风环境进行数值模拟,改变其下沉高度,得到三种工况下沉式广场的风压云图、速度云图,分析三种不同下沉高度对下沉式广场风环境的影响,...     

美国AIAA风洞试验管理标准与从业者标准浅析

本文归纳了风洞试验发展的历史背景,简述了美国AIAA风洞试验管理标准和从业者标准制定的过程和内容,重点阐述了标准中风洞试验的理念、管理和推荐的风洞试验具体做法,分析了标准中映射出的美国风洞试验技术的先进点,探讨了标准对改进国内风洞试验通常做法的启示。     

结冰风洞校准标准研究

本文按结冰风洞制冷方式、试验对象、用途性质和试验段尺寸归纳总结了结冰风洞的类型,指出校准标准主要针对的结冰风洞类型;阐述结冰风洞空气动力流场校准可以依据的3个国内外标准;介绍SAE结冰风洞校准标准中云雾场校准的主要内容;分析研究相关标准的特点和存在的不足;提出未来我国制定结冰风洞校准标准的建议。     

小型直流式风力机实验风洞的流场特性研究

同济大学新建的小型直流式风力机实验风洞,送风段包括进风稳定段、风机段、过渡段和蜂窝器段。本文实验段流场特性的研究是根据测量风速,以风速均匀性、稳定性为指标,分析风洞性能的评价方法。实验采用杯式风速计测量风速,根据计算所得的风速均匀性以及风速稳定性,确定了距风洞出口5m处为最佳的实验断面。进一步测量5m处截面的风速-电机频率的关系,结果表明气体流速随风机工作频率呈直线变化。     

基于CFD技术的气流温度传感器数值校准虚拟风洞初探

在气流温度传感器风洞校准试验中,由于试验成本高、校准试验环境与实际使用环境差距大等原因,有必要构建气流温度传感器数值校准虚拟风洞,实现极限非常规校准工况的气流温度传感器误差修正及虚拟校准,并通过气流温度传感器的虚拟校准数值风洞获取仿真结果,尽可能地减少实物校准的工况数量,同时也从理论层面为气流温度传感器的设计与校准提供...     

风洞分布测压试验校准技术发展现状

调研了目前国内外表面压力分布测试试验校准技术,分别总结了风洞试验中稳态压力分布和脉动压力分布的测试及校准现状。选取分布测压技术中具有代表性的压力扫描阀及压敏漆(PSP)测试校准技术展开论述,介绍了包括校准原理、试验流程及校准溯源链等校准试验的关键要素。通过对比国内外风洞测压试验校准技术现状,分析了我国测压校准体系存在的问题及相关解决方法,提出了我国风洞压力分布测试校准技术的发展方向。     

高层建筑顶部横梁的风效应

结合CFD数值方法和风洞试验分析了高层建筑顶部横梁的气动力和风荷载特性。CFD数值结果显示建筑顶部绕流会显著增大横梁处的气流风攻角;横梁气动力的数值计算结果和风洞试验结果均证实横梁为驰振稳定截面;风振分析显示横梁的峰值升力大于峰值阻力,通过进一步分析广义力功率谱密度函数和频率比对峰值升力的影响,证实横梁在50年重现期强风作用下处于涡激共振状态。     

低速风洞模型振动主动控制仿真研究

风洞试验模型的振动对数据精准度具有较大影响,特别是在大迎角试验状态下模型的振动甚至危害到了试验的安全性。为了提高试验数据的精准度,保障试验安全性,有必要采取措施控制风洞试验中的模型振动。针对中国空气动力研究与发展中心4米×3米低速风洞尾撑装置的特点,制定了两种振动主动控制方案,并对控制方案进行了有限元仿真验证。采用ANSYS软件对4米×3米风洞尾撑装置进行了有限元建模,在此基础上进行了模态分析,获得了尾撑装置的固有频率及振型等动力学特征。进而采用 APDL编程语言,基于平滑预测策略对主动控制过程进行了动力学对比分析。仿真分析表明,所提出的4米×3米风洞尾撑装置主动控制方案具有良好的抑振效果。     

高层建筑层风力特性实验研究

对9种矩形截面的高层建筑物模型进行了风洞实验．观测了模型的层风力特征。通过对大量实验数据的处理和分析．研究了层风力系数和层风力功率谱密度函数在建筑物高度方向上的变化特征．分析了结构高、宽比和矩形截面长、宽比对高层建筑物层风力系数和局部功率谱密度函数特性的影响，并探讨了层风力的空间相关特征。     

大跨平屋盖风荷载特性及风压预测研究

在大气边界层风洞中开展了大跨平屋盖结构刚性模型试验,获得了屋盖表面测点的风压时程,分析了典型风向下屋盖表面平均风压与脉动风压特性。结合本征正交分解技术(POD)与BP神经网络法,提出了一种可用于大跨结构进行空间插值的机器学习法—POD-BPNN法,实现了对风压的高效预测。预测的平均风压系数、脉动风压系数、脉动风压的时域与频域特性均与风洞试验值相吻合。表明运用POD-BPNN方法预测大跨结构表面风压是可行的。