影响数值风洞模拟结果的因素探讨

数值风洞模拟要想获得理想的计算精度,依赖计算人员的理论基础及其在具体操作中对各种重要因素的选择.针对这个问题,采用现行<建筑结构荷载规范>作为比较标准,利用CFD知识,运用FLUENT软件,以正方形平面封闭式房屋的风荷载体型系数的数值模拟为例,重点讨论了高宽比对数值模拟结果的影响,为合理使用数值风洞方法提供参考.     

基于大涡模拟的超高层双塔建筑风荷载特性研究

随着建筑技术和建筑材料的不断发展,出现了越来越多的超高层建筑,其中有些是双塔形式的建筑。风荷载是这类结构重要的控制荷载,双塔建筑之间风荷载的干扰作用复杂,GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》没有作出明确的规定。要对建筑进行精细化分析,必须详细了解其风荷载特性。基于风洞试验和数值风洞模拟,对双塔建筑的风荷载特性进行研究。利用谐波合成法得到数值风洞的入口脉动风速,基于大涡模拟得到双塔建筑的阻力系数、升力系数、风荷载功率谱及双塔之间的干扰作用,并将计算结果与刚性模型测压试验的结果进行对比,各工况结果吻合良好。     

基于数值风洞的结构气动选型与风荷载计算

数值风洞模拟相对于风洞实验具有计算周期短、实施成本低的特点,并且对结构平均风荷载的模拟具有较高的精度、计算结果比实验结果更完备。数值风洞技术的以上优点使其非常适用于建筑结构前期的气动选型与优化。本文以抚顺生命之环为例,展示了数值风洞技术在结构气动选型方面的特点,并给出了最终方案的风荷载结果。     

椭圆形平面鞍形屋盖风压的数值模拟

现行<建筑结构荷载规范>并未给出椭圆形平面鞍形屋盖的风荷载体型系数,针对这个问题,基于数值风洞方法具有成本低,速度快,结果采集更为全面等显著优点,利用 CFD 知识,运用 FLUENT 软件,对椭圆形平面鞍形屋盖的平均风压力系数进行了数值模拟,重点讨论了风向角对数值模拟结果的影响,为合理确定椭圆形平面鞍形屋盖的平均风压...     

世博轴索膜结构风振响应数值模拟

将风速时程作为数值风洞的入口边界条件,采用非稳态计算方法,获得了世博轴索膜结构的表面风压时程。将该风压时程的统计平均值与采用稳态计算得到的平均风压做比较,验证了前者的准确性。分析结果表明：利用数值风洞非稳态计算获得的阵风系数将比现行《建筑结构荷载规范》中的数据更能反映脉动风的空间分布特性;由于风速模拟和数值风洞分别考虑了风荷载时间和空间的相关性,动力时程分析又包含了结构高阶振型的影响,将非稳态计算得到的风荷载时程直接加载到有限元模型上进行动力时程分析,与采用风振系数的等效静力风荷载方法相比,能较好地反映结构的实际风振情况。     

温州东海广场风荷载数值模拟与风洞试验研究

对温州东海广场工程这一具有较大截面长宽比的复杂高层建筑进行了风荷载数值模拟和风洞试验研究。首先,在工程预研阶段用数值模拟方法计算得到了主要风向角工况下结构表面的平均风荷载分布。然后,参考数值模拟计算结果,引导进行风荷载风洞试验的测点布置方案,进行风洞模拟试验研究。最后,将数值计算结果和风洞试验数据进行了对比,显示数值模拟计算和风洞试验结果两者吻合较好。研究表明,综合采用数值模拟和风洞试验研究,可以较为准确地把握复杂建筑结构的风荷载分布,这种方法有助于提高结构抗风研究的水平。     

考虑风场干扰的喇叭形悬挑钢结构设计风荷载

为获得喇叭形悬挑钢结构的设计风荷载值,考虑临近建筑的风场干扰效应进行了数值风洞模拟。文章通过建立完整的风环境模型,采用非线性k-ε-EARSM湍流模型开展了数值风洞模拟,研究了流场特征、风压系数和不同风向角下建筑表面的风压及风荷载合力的变化规律。研究表明:在最不利风向角的迎风面上,结构悬挑部位内表面的风压系数在2.0左右,且结构受到明显的竖向升力作用;在其他风向角下,受周边建筑风场干扰影响,结构内外表面风压大都呈现相互抵消趋势。计算结果为风压系数,结合相关规范,为设计提供参考意见。     

基于风洞试验的超高层建筑风载研究

某钢管混凝土框架混凝土核心筒超高层建筑,结构对风荷载十分敏感,风环境较为复杂。通过风洞试验研究了凹角矩形超高层建筑的风荷载特性;针对顺风荷载、横向风荷载以及扭转风荷载,对比了基于风洞数据和规范公式得到的结构反应,明确本工程规范公式的适用性;分析了采用风洞数据应用于结构设计的荷载组合,同时利用风洞试验数据进行风振时程分析,得到结构的舒适度评价,并与公式结果进行对比,为结构设计提供依据。     

大跨度镂空网格结构风荷载研究

通过实体风洞试验与数值风洞模拟结果的对比分析,论证了数值风洞模拟方法应用于镂空网格结构平均风荷载模拟的可行性。通过对比分析箱形截面、工字形截面、平板壳截面对镂空网格结构平均风荷载模拟结果的影响,论证了在镂空网格结构数值风洞模拟中可将窄翼缘工字形截面简化为箱形截面。最后,以实际项目为背景,研究了大跨度镂空网格结构的风荷载特性。结果表明,镂空网格结构的水平风荷载较大,对结构设计影响明显。     

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...     

复杂异形桥梁风荷载参数数值风洞模拟

针对复杂异形桥梁结构风荷载参数的不确定性问题,采用计算流体动力学方法,对主梁和桥塔的风荷载参数进行数值风洞模拟。研究了不同气流攻角对主梁结构风荷载的影响及不同气流风偏角对桥塔风荷载的影响。通过数值计算,为相似复杂异形桥梁风荷载参数取值提供了参考。     

超高层建筑的风荷载及风洞试验研究

风荷载是高层建筑的主要侧向荷载之一,鉴于越来越多的国外工程设计的要求,了解并掌握国际常用规范中风荷载的计算分析相关规定非常重要。结合超高层混合结构科威特中央银行总部大楼,对美国规范风荷载的相关规定及本工程的风洞试验进行介绍和研究,对类似工程的风荷载分析有一定的参考作用。     

组合结构风荷载的确定

对一实际工程 (组合结构 )进行风荷载计算 ,并与该结构的风洞试验结果对比 ,给出了参照《建筑结构荷载规范》(GBJ 9- 87)确定风荷载的方法。     

体育场悬挑屋盖结构风压特性研究

结合一大跨度悬挑屋盖结构的刚性模型风洞试验,研究不同屋盖倾角、不同风向及看台后部是否开敞等因素对屋面平均风压分布特性的影响。在总结上述分析结果的基础上,将屋盖风压近似简化为二维形式,对屋盖跨向风荷载进行分段描述,供抗风设计参考。     

对球形穹顶风载取值的探讨

通过对三个球形穹顶风洞试验结果与规范风载系数计算结果的比较，对完善规范风载系数计算公式提出了建议。     

高层建筑附着升降脚手架风荷载的计算(上)

建筑施工附着升降脚手架是适应高层建筑。特别是超高层建筑施工需要的新型脚手架．在使用中确定脚手架的风荷载计算方法是一项首要和迫切的任务。为此，提出系统完整的附着升降脚手架的风荷载计算方法，给出基于风洞实验的附着升降脚手架风载体型系数值表格以及脚手架在爬升阶段和下降阶段的风振系数实用计算公式和相关查用表格，并对附着升降脚手架动力特性的计算进行了讨论．使这种新型脚手架的风荷载计算有了工程上的可操作性。     

某结冰风洞有限元分析

基于Patran/nastran有限元软件,提出了一种对收缩段进行动应力分析的有效方法,并检验了某结冰风洞承受空气动力作用的能力。研究结果表明,这种方法是非常有效的,具有很好的精度。研究结果还表明该风洞收缩段设计合理,能够满足空气动力变化条件下的要求。     

空冷支架结构挡风墙风压分布试验研究

空冷凝汽器支架结构是一种新型的工业建筑,该类结构抗风设计时有许多参数不很清楚,而我国现行荷载规范给定的风参数不能直接采用。结合空冷支架结构的特点,制作了1∶150的刚性模型,进行了风洞试验研究。详细介绍了空冷支架结构上部挡风墙表面平均风压的风洞试验结果及风洞试验数据处理方法,探讨了挡风墙风压分布规律的几个重要影响因素,所得结论对该类结构抗风设计有重要的指导意义。