建筑物风荷载的数值模拟

目前,风洞实验是研究建筑物风荷载的最主要的一种方法,其合理性、可靠性已经得到了广泛的认同,但它也存在着很多不足之处,如费用高、周期长等等。近年来发展起来的建筑物风荷载数值模拟技术在这方面表现得非常活跃,国内外研究者们已经取得了令人鼓舞的成绩,但要以数值模拟取代风洞实验也尚有许多研究工作未开展或研究不透彻。随着模拟技术的发展以及计算机硬件水平的提高,数值风洞技术将具有广阔的前景。     

营口市奥体中心体育场风压分布及风环境的数值模拟研究

基于CFX10.0软件及LINUX大型并行服务器操作平台,采用剪切应力输运(SST)k-ω,模型对营口市奥体中心体育场屋盖进行了风压分布及风环境的数值模拟,得到了体育馆屋盖表面的平均风压系数,并分析了屋面的风压、湍动能分布特性,比较了屋盖在各风向角下总升力,得出了最不利风向角和分区风载体型系数,同时给出了双屋盖、仅ROOF1、仅ROOF2等三种计算模型时屋盖表面的风压分布.通过分析可以得到,随着区域位置的变化.体型系数值有很大不同,且其对风向角的敏感程度也不同;位于上游风场的屋盖和下部建筑(看台)的存在对体育场内流场及下游风场屋盖表面风压分布有很大的影响.     

一种标准建筑模型风荷载的数值模拟分析

采用计算流体动力学软件对高层建筑刚性模型的风荷载进行了数值模拟,使用了标准k-ε模型、剪切应力输运模型SST、以及BSL雷诺应力物理模型分别对建筑物的表面风压进行了模拟,最终得出了该建筑物表面的风压分布以及测点的风压系数。     

石家庄国际会展中心风载数值模拟研究

根据计算流体动力学（CFD）的基本原理,基于计算流体力学软件Fluent平台,对石家庄国际会展中心进行数值风洞模拟。获得8个风向角下建筑物表面风压分布系数。数值风洞理论值与风洞试验结果进行比较分析,结果表明：理论与试验数据吻合较好,所得到的风荷载可用于工程设计。     

膜结构风振分析的数值风洞方法

本在考虑膜结构与风荷载动力耦合作用的基础上，建立了一种适用于大跨度张拉结构风振分析的CFD数值模拟方法．计算采用分区迭代算法，包含流体域、结构域和网格域三个计算模块．流体域采用Taylor—Galerkin有限元法和大涡模拟技术来求解不可压缩粘性流动；结构域的计算采用Update Lagrangian有限元列式和Newmark逐步积分技术，并考虑了几何非线性的影响；网格域采用拟弹性介质法来计算动态网格的更新．算例分析表明，数值风洞方法是求解流固耦合问题的一种有效方法．     

双拱大跨屋盖结构风载的数值模拟研究

双拱大跨度网架屋盖结构由于体表为复杂曲面,其风荷载的确定不能仅参考我国建筑结构荷载规范中对风荷载的相关规定,风荷载的确定需要借助于其他手段。CFD数值模拟风洞是近年来发展起来的一种风荷载研究手段,基于ANSYS-CFX 12流体动力学软件,利用雷诺应力（RSM）湍流模型对一双拱大跨度屋盖结构上平均风载体型系数进行数值模...     

严寒地区住区室外风环境数值模拟研究

该文立足于优化建筑小区规划设计的理念,利用CFD软件模拟严寒地区住区在冬、夏季主导风向下的绕流风场,得到住区内人行高度处的风场分布,然后依据相关规范对小区的风环境进行了详细的分析,提出了有助于严寒地区小区规划的措施与建议.     

绵竹市体育场风荷载和风环境数值模拟分析

绵竹市体育场的屋盖结构由悬挑钢屋面和落地飘带组成,结构形式较为复杂,使得屋盖表面风荷载分布和体育场风环境明显不同于常规的体育场。文章通过计算流体力学(CFD)对该结构进行了模拟,分析了该结构在不同风向角下的风压系数分布,讨论了屋盖开缝与否对风场的影响,并对体育场行人高度处的风环境进行了模拟评估。     

武汉地区住宅小区风环境的数值模拟分析

风,作为城市气候环境的一个重要组成部分,它和热环境、声环境、光环境并列,是规划建筑环境设计的一项主要内容。群体建筑的风环境研究是建筑学、城市规划、城市气候学和环境保护等学科领域共同探讨研究的课题之一。本文结合武汉市实际情况,运用Airpak软件的RNGk-ε湍流模型进行风环境的数值模拟,研究得出不同高度类型的住宅小区的风环境状况,从构建良好风环境的角度为住宅小区规划设计提供了一定的参考依据。     

奥运网球中心赛场风荷载和风环境数值模拟分析

奥林匹克公园网球中心10000座中心赛场体型为花瓣型,12个结构单元(花瓣)间有较大开洞。开洞体型对风荷载非常敏感,迎风看台锥面的导风作用以及大开洞的穿透性,使得网球中心赛场的看台、罩棚的风压分布以及场内风环境明显不同于常规体育场。采用计算流体力学方法对该结构进行了风荷载和风环境的数值模拟分析,计算所得的风压系数与风洞试验吻合较好。同时,比较了封闭式看台和开洞型看台的风场特性,讨论了罩棚仰角对风场的影响,对赛场内的风速比、流场特性等可能影响网球比赛的因素进行了模拟和评价。     

住宅小区风环境数值模拟

建立了某典型住宅小区风环境的物理和数学模型,并应用计算流体动力学方法求解了三种来流角度下的稳态三维湍流流场,给出了速度、压力、湍流度参数的分布;分析了街区涡流、巷道风及活塞风等效应,研究了风压作用下建筑群的迎风及背压区,讨论了湍流入流边界对合理湍流分布的作用;比较了不同来流角度下五个观测点位置的风环境参数。     

基于FLUENT的下击暴流风场的数值模拟

基于冲击射流理论,利用CFD（Computational FluidDynamics）通用商业软件FLUENT对下击暴流风场建立三维数值模型,分析了下击暴流风场径向速度的竖向剖面分布,并将此结果与三种经验风速剖面和一种实测风速剖面进行对比,认为此模拟方法所得到的下击暴流风场可信,这对进一步研究实际工程的抗风设计有一定的借鉴意义。     

某厂区室外风环境模拟分析

介绍西昌某制造业厂区工程概况,引入梯度风的概念,采用CFD计算流体动力学方法对该区域内风环境进行了数值模拟计算。分析了小区内建筑分布与风场的关系,为该地区厂房区域建筑布局的规划建设提供指导和优化途径。     

Numerical simulation of wind flow near a forest edge

This paper presents a computational fluid dynamics (CFD) model to simulate wind flow near a forest edge for the purpose of wind energy applications. The model uses a porous media analogy combined with a modified k–ε turbulence model to simulate momentum losses and turbulence generation within the forest. The momentum losses are represented by a drag coefficient and a leaf area density. Two directions were investigated: wind flow entering and wind flow leaving the forest. A fully developed solution with original boundary conditions was used as the inlet boundary condition in the two-dimensional CFD model for wind flow leaving the forest. Original boundary conditions were also proposed for the ground boundary within the forest. The model was solved using FLUENT 6.2 and validated against field measurements from three different authors. A sensitivity analysis was performed on two key parameters: drag coefficient and leaf area density. The results obtained using the proposed method show good agreement with the wind velocity and turbulence intensity measured experimentally.     

Numerical simulation of wind flow over transverse and pyramid dunes

Wind tunnel experiment and computational fluid dynamics (CFD) simulation of the flow past a scaled transverse dune model were performed, after which a validated numerical method was used to evaluate the flow characteristics over a full-scale pyramid dune. The dimensional effect of the CFD simulation was analyzed by comparing the results of two- and three-dimensional (2D and 3D) models with the same mesh method and flow condition. There was excellent agreement between the wind tunnel measurements and the 2D and 3D sectional CFD results, proving that the simplified numerical model could simulate the sectional flow pattern of dunes. However, the lateral inhomogeneity of the flow field is significant although with simple transverse dunes, and 3D simulation is required to capture the lateral inhomogeneity of flow patterns after the dune crest line. Survey data of the topography of a pyramid dune, located at the eastern foot of the Mingsha Megadune, Dunhuang, China, were used to build numerical geometry. The flow fields over this pyramid dune under three inlet flow directions are significantly different from each other, and the lateral variances of flow patterns at different vertical planes are profound. The location, shape, and magnitude of the reverse flow zone change corresponding to the dune topography.     

双子楼表面风压及风环境模拟

根据建筑物在边界层风洞中动态测压试验结果,绘制了表面风压系数的等值云图,分析其分布的情况.数值模拟显示,较好地反映了复杂高层建筑的周围流线和表面风压的分布情况,考虑了相邻一幢高层建筑对风压分布的影响,原有建筑的时均流线分布,尤其是涡流的数目和尺度以及建筑表面的时均风压分布,均发生了较明显的改变.     

建筑幕墙风荷载的数值模拟研究

对幕墙结构中风荷载的脉动特性进行了分析，采用沿高度变化的E．Simiu风速谱，用改进的谐波叠加法模拟了不同高度处脉动风速和风压的时程曲线，给出了风荷载的计算公式，结果表明该方法简单有效，且能够反映脉动风的随机特性，解决了玻璃幕墙风荷载的动力计算问题。     

北京当代MOMA工程转换结构设计

针对在北京当代MOMA工程中广泛应用的带斜撑整体转换桁架结构体系的理论分析与计算研究,从结构受力分析及变形等方面总结转换桁架与普通转换梁之间的差异;通过对带斜撑与不带斜撑整体转换桁架的计算比较,分析设置斜撑对改善整体转换桁架受力性能的作用;结合工程实际给出避免地震作用下斜撑失效后结构发生连续倒塌的补充设计方法;并指出型钢混凝土材料在此类结构中应用的优势.通过工程设计实践探讨此类结构的实用设计方法,总结了设计中应注意的关键问题及应采取的主要结构构造措施.     

基于CFD技术的城市风环境设计策略研究——以重庆市永川区凤凰湖城市设计为例

风环境是城市环境的一个重要组成部分。本文以重庆市永川区凤凰湖城市设计为例,建立适用于城市复杂环境条件下的风场分析模型。基于概率阈值法,对场地风速超越行人舒适阈值的概率进行数值模拟。通过模拟结果分析了场地风环境的特征及其对行人舒适度的影响,并提出相应的场地风环境品质改善策略。希望对未来的城市规划与设计有所帮助。