基于CFD的复杂形体超高层建筑风流场数值模拟

建立了某拟建复杂形体超高层建筑的全尺度模型,编写了其入口平均风速剖面、湍动能和湍流耗散率的UDF程序,并选取0度、30度和-30度三种来流风向角,考察了这三种典型来流工况下建筑绕流流场.比较分析表明,相对于标准k-ε模型,RNGk-ε模型和Realizablek-ε模型能更好地捕捉该复杂形体超高层建筑的绕流流场分布特征.同时,在钝体迎风面流动分离的拐角处,RNGk-ε模型和Realizablek-ε模型均可以给出其合理的湍动能分布形态;并且,在流动分离的负压区可以给出其具有满意精度的平均风压分布.     

高层建筑屋面风压分布的数值模拟

对高层建筑屋面的风压分布进行了分析,模拟了0°和45°两个风向角下屋面平均风压分布,得出了迎风的屋面产生了极大的负风压,其他区域风压相对较小,45°风向角为高层建筑屋面风压的较不利风向角的结论。     

七里河体育场罩棚风压分布数值模拟研究

以兰州市七里河体育场为工程背景,基于ANSYS-CFX 19.0软件平台,采用SST k-ω湍流模型对体育场罩棚12个风向角下表面风压分布特性进行了数值模拟,分析了风向角和周围建筑物对风压分布的影响,获得了罩棚表面风压分布的规律,并探讨了罩棚周围流场的绕流特性,最后根据罩棚的结构形式及风压分布特点,给出了最不利风向下罩棚表面的分区风压系数以及罩棚设计风荷载的计算方法。结果表明：周边干扰建筑物对体育场中心周围的风场和表面风压有明显的影响,数值模拟结果符合钝体绕流规律;风向角对风荷载的影响较大,不同风向角下,来流的分离和漩涡脱落作用均有较大的不同;屋面最大负风压区出现在沿风向的屋面前缘角部,且迎风向前端出现正压区,模拟结果可供实际工程采用。     

开口空间结构表面风压分布规律的数值模拟及分析

基于专业计算流体动力学软件平台Fluent6．3提供的SSTk-ω湍流模型,对深圳市福田交通综合枢纽玻璃幕墙表面风压进行了不同风向下的数值模拟计算。在此基础上将数值风洞模型简化,并对比简化模型和原实体模型模拟结果。结果表明,采用简化模型同样可得到较准确的模拟结果,实际工程应用中可提高计算效率。此外,考虑建筑宽厚比、开洞率及开洞位置的影响,计算了不同影响因素下模型各表面风压系数,得出开口空间结构的表面风压分布规律,为实际工程风压分析提供参考。     

厦门国际会展中心多功能厅风压分布的数值模拟

本文对厦门国际会展中心建筑物进行数值模拟 ,计算了该会展中心在 0°、4 5°和 90°风向下的平均风压分布 ,并将主楼顶部多功能厅的数值模拟和刚性模型风洞实验结果相比较 ,两者基本吻合 ,表明计算风工程用于确定实际房屋建筑结构表面平均风压分布是可行的 ,也是非常有前途的一种方法。     

高速公路收费站顶锥膜结构风压分布数值模拟

高速公路收费站采用的顶锥式膜结构在遭遇大风之后,容易出现破坏。对此种类型的膜结构,进行了详细的结构风压分布数值模拟,得到此类结构在锥顶处的风压远远大于常规设计取用的数值,进而阐述了此类膜结构在风荷载作用下的破坏原因。并在后续的设计中对锥顶的形状进行适当的修改来减小其风压系数,采取适当的构造措施来减少破坏的发生。     

金茂大厦平均风压及风环境干扰数值风洞模拟

建立了金茂大厦三维数值模拟模型,模拟得到的大厦表面上有代表性点的平均风压系数与风洞试验结果[1]基本吻合。采用雷诺应力模型和SST物理模型,重点研究了周围两幢超高层建筑对金茂大厦静力风干扰的影响,包括底部总剪力、总弯矩(或扭矩)和有代表性点的平均风压系数,最后结合金茂大厦周围风流动的规律,分析了风环境对金茂大厦干扰影响的原因。     

某原料场屋面表面风压分布的数值模拟

随着环保要求的提高,球型封闭性原料场屋面的应用越来越广泛,本文通过计算流体力学(CFD)方法对某个直径为55米的球形原料屋面周围的风场进行了模拟,计算了半球屋面的表面风压,并与实验数据进行对比,证明了该方法用于此类结构风荷载计算的可靠性。最后讨论了与规范的比较情况,为今后的设计工作提出了建议。     

建筑物表面风压分布随迎风面高度变化的数值模拟研究

建筑物表面风压分布随迎风面高度变化的数值模拟研究＊李义科武文斐符永正（包头钢铁学院环境工程系０１４０１０）（武汉冶金科技大学建筑工程学院４３５００７）高层建筑外表面上的风压大小及分布，对于结构风荷载及采暖设计中的冷风渗透量的计算，是不可缺少的资料。国...     

东莞台商大厦幕墙开启窗位置风压数值模拟研究

通过对东莞台商大厦幕墙开启窗位置进行风压数值模拟研究,确定了开窗器选型的力参数数值,并提供了开启窗受力分析的方法及步骤,供同行参考。     

应用CFD技术预测国家大剧院表面风压

基于定常Reynolds平均Navier-Stokes方程,采用RNG湍流模型,对中国国家大剧院穹顶在不同风向下的表面风压及周围风场进行了数值模拟。给出了0°风向角下建筑周围的流动图像和穹顶表面的压力系数分布,并分析了其基本特征。预测了不同风向下的顶部最大负压,并与风洞试验数据作了对比。计算了各个风向下的六个气动力分量,指出了它们随风向角的变化规律。     

大型贮煤场网壳结构风压分布的数值模拟

使用计算流体力学软件ANSYS-CFX,对广东某贮煤场大型网壳在风作用下的表面风压分布进行了数值模拟并对其结果进行分析,结果表明风压分布及体型系数等符合理论分析,建筑物所采用的体型较合理,能有效降低风对建筑的不利影响。     

基于数值模拟的某通信塔风荷载体型系数研究

基于Fluent软件平台,采用混合网格进行划分,选用Realizable k-ε湍流模型对某移动通信塔的风场进行三维数值模拟研究,考虑风向角的变化,每隔15°模拟一次,得到通信塔各风向表面平均风压的分布结果:以此为基础,在塔体表面沿高度计算分段风压体型系数,将结果与现行规范进行比较分析并讨论模拟结果的合理性.研究分析表明,数值模拟得到风压系数随风向角的变化而变化,与规范取值吻合且略大于规范取值,为移动通信塔类结构风振计算提供合理的风压体型系数.     

低层四坡屋面房屋风荷载的风洞试验与数值模拟

对低层四坡屋面房屋模型进行了风洞试验,给出了屋面平均和脉动风压系数等值线和各面体型系数的变化规律。采用计算流体力学软件FLUENT,对大气边界层中的试验模型进行了三维定常风场的数值模拟,并将数值模拟结果与试验结果进行了比较分析,变化规律吻合较好。在此基础上,深入研究了不同风向角下房屋屋面坡度、挑檐长度、檐口高度和长宽比对低层四坡屋面平均风压系数及各面体型系数的影响,并提出了各面体型系数的建议取值。研究结果表明:数值风洞能够较好地反映低层四坡屋面房屋的风荷载特性;各参数对屋面风压系数的影响程度各异,与风向角密切相关;屋面坡度对屋面风压分布和大小有明显的影响;四坡屋面屋脊背后容易形成较高的局部负压区域;当屋面坡度小于35°时,四坡屋面房屋迎风屋面的体型系数绝对值大于相应双坡屋面房屋。该结论和提出的体型系数建议取值为低层四坡屋面房屋的工程抗风设计提供了可靠依据。     

上海世博会西班牙馆表面风压的数值模拟

采用数值模拟方法对处于设计方案阶段的上海世博会西班牙馆的表面风压及其周围风流场进行了计算分析,获得了该复杂体型建筑与典型规则钝体建筑所不同的风压、风荷载体型系数分布特性及周围风流场分布特点。在对不同风向角下的风压、风荷载体型系数分布规律的分析基础上,给出了建筑物在最不利风向角下的最不利区域的风压系数和风荷载体型系数分布曲线,为结构抗风设计参数的确定提出合理建议和依据。     

高层建筑三维非定常风场并行计算的数值模拟

为了分析风洞试验中观测到的高层建筑模型尾流有规律的漩涡脱落现象,基于计算流体动力学软件CFX和消息传递接口(MPI),利用局域网搭建了并行计算平台,实现了单台计算机无法实现的高层建筑三维非定常风场数值计算。采用剪应力模型(SST)进行数值计算,捕获到了高层建筑尾流的漩涡脱落现象,并与风洞试验数据做了比较。结果表明,三维非定常计算获得的高层建筑表面风压变化规律,较之三维定常和二维非定常计算所得的风场,能更真实地反映风场流动情况。     

基于Fluent的流量计管段流场数值模拟

利用Fluent软件对不同压力工况、管径的流量计上游管段的流场和压力场进行了数值模拟。在流量计上游管段需要改变流向处,可采用弯头或三通,管径越小、工作压力越大,弯头和三通对下游的扰流越严重。采用三通比弯头更利于下游的整流,应优先选用三通。