高层建筑风荷载干扰效应数值模拟研究

利用ANSYS - CFX软件对相邻两个高层建筑的风致干扰效应进行数值模拟及结果分析,通过比较发现在风致干扰情况下,由于气流的脉动性显著增加,两个高层建筑的荷载作用较单体建筑情况下明显增大.此外,还进行了动力时程分析,包括结构的等效静力风荷载和位移响应两个方面,结果同样表明干扰效应结构响应比单体模拟结果明显增大,增大最显著的是横风向响应.计算得到建筑物在干扰情况下的风振系数比单体时增大约8％.分析得到了等效的相互干扰增大系数,进一步表明了干扰效应对风荷载的增大作用.     

高层建筑风荷载模拟研究

根据高层建筑的特点,提出了一种有效而实用的顺风向风荷载模拟方法,采用随高度变化的风速谱,考虑风荷载的空间相关性,利用自回归模型模拟高层建筑的脉动风荷载。     

基于CFD数值模拟的高层建筑风荷载研究

针对某高层建筑,运用计算流体力学方法对其表面及周围风荷载分布情况进行了数值模拟,并监测了迎风面上测点的平均风压,用于得到其风荷载体型系数,并与规范比较,分析了其风压分布规律,可为高层建筑设计提供相关参考。     

高层建筑风荷载干扰效应的数值模拟

高层建筑群体相互间距较近时,将出现风荷载相互干扰的群体效应。通过CFD数值模拟,确定了某高层建筑在群体条件下的风荷载及体型系数,为结构抗风设计提供依据。并讨论了干扰条件下的风荷载与规范建议取值的差异,为相似条件建筑的风荷载取值提供参考。     

多边形高层建筑的风荷载特性研究

对于高层建筑来说,风荷载是建筑受到的水平荷载中的重要荷载。建筑高度的日益增加,使风荷载逐渐成为了建筑结构设计的关键因素。不但风压的自然特性会使风荷载的强度发生变化,而且建筑的体型特点也影响颇大。不同体型的高层建筑风荷载特性会明显不一样。对于多边形建筑,要改变高层建筑的风压分布特性和风荷载特性只需要对局部适当变动就能做到。     

伞形膜结构风荷载分布特性的数值模拟研究

本文运用CFD技术进行了伞形膜结构刚性模型绕流风场的数值模拟,分析了其表面风荷载分布特性.数值模拟依托CFX软件平台,基于雷诺平均模拟(RANS)方法进行.文中利用CFD数值模拟技术可较方便变化各种参数、能同时提供开敞式膜结构的上、下表面风压分布等优势,分析了风向角、矢跨比对伞形膜面风荷载分布的影响,总结了其风压分布规律,并给出了相应的膜面风压系数分布图供工程设计参考.     

脉动风荷载时程数值模拟研究

在工程结构日趋大型化、复杂化、超高超限化的今天,建筑结构风振响应的研究受到学术界、工程界的关注和重视,数值模拟方法生成脉动风时程对于掌握结构风振特性、减少风致灾害有很好的帮助作用。介绍了近地表层风场的基本特性,阐述了实际工程应用过程中的线性滤波法和谐波叠加法模拟脉动风时程的原理,重点对谐波叠加法模拟脉动风速时程的数学形成过程进行了研究。     

建筑结构风荷载数值模拟研究

介绍了线性滤波法和谐波叠加法两种脉动风时程的模拟方法,并利用Matlab语言,编制了谐波叠加法脉动风速时程数值模拟程序。通过对某211.5m高的框架剪力墙结构算例分析,结果表明:脉动风速的大小随高度的增大而逐渐减小,结构下部风振作用的脉动特性强于上部;不同高度之间的脉动风速时程相关性随着它们之间的距离越近相关性越好;不同工况下同一高度处脉动风速时程随着基本风压的提高而提高;Davenport目标功率谱与文章模拟功率谱的在高频区的高度吻合可为高层建筑结构风振响应分析提供精度保证。     

超高层建筑风荷载数值模拟研究

针对某超高层建筑,采用流体动力学计算软件对其弹性模型的风荷载进行了数值模拟,选用剪切应力输运模型SST对建筑周围的风场进行了模拟,得出了流固耦合条件下该建筑表面的风压分布以及风压时程数据,最终得出该建筑物的位移时程曲线。     

角部处理对高层建筑风荷载影响的数值模拟

基于计算流体力学软件Fluent对不同角部形状的矩形高层建筑进行三维数值风场模拟。首先,选用三种不同的湍流模型Realizable k-ε,RNG k-ε及雷诺应力模型(RSM),对矩形截面标准高层建筑进行数值模拟。结果表明,与风洞试验结果对比,除了分离区等流动复杂的区域外,数值模拟能够较好地反映风压分布状况。其中,雷诺应力模型由于考虑湍流各向异性的影响,与试验结果最为接近。其次,对同尺寸下的切角及倒角高层建筑进行雷诺应力湍流模型下的数值模拟。结果表明,角部处理能有效地减小风荷载。在侧风面,切角与倒角能有效抑制来流分离。在背风面,切角能减小尾流宽度与旋涡尺寸,与原模型相比,风荷载约降低15%;而倒角建筑由于较好的流线性,尾流宽度与旋涡尺寸降到最小,风荷载仅为矩形截面的65%。     

高层建筑横向风荷载模拟及响应分析

1横向风荷载试验数据由于高层建筑横风向振动原因的复杂性,为确定横风向荷载,本文采用了同济大学土木工程防灾国家重点试验室TJ-1大气边界层风洞试验数据。该试验采用高频动态测力天平技术对15个典型建筑物的建筑模型进行了风洞实验,拟合了一阶广义横风向风力谱和基底弯矩谱。根据试验得到的模型基底弯矩时程响应序列进行谱变换及无量纲化处理,得到了典型超高层建筑横风向无量纲广义气动力谱随无量纲频率变化的曲线。拟合公式如下:SM*(f)={0.f5SMρxV(H2fB)H2}2={1-(n S/pfβp()2n}2/f+p)βα(n/fp)2(1)式中:SM*(f)——无量纲化的基底…     

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。     

高层建筑风荷载相干性研究

利用高层建筑刚性模型测压风洞试验结果,对顺风向风荷载竖向、水平相干性,迎背风面相干性以及横风向、扭转方向风荷载相干性的主要特征进行研究。利用算例说明了迎背风面相干性以及横-扭风荷载相干函数对于风振响应的影响。从计算结果来看,迎背风面全相干假定将使顺风向风振响应计算结果偏于保守;当结构刚心和质心偏离时,假定横扭风荷载相干性等于零会低估横风向和扭转方向风振响应。     

输电塔平均风荷载数值模拟研究

对几个典型的输电塔试验模型所受的平均风荷载进行了CFD数值模拟,并将数值模拟结果与风洞试验结果进行对比,结果表明,基于Fluent的标准k—ε湍流模型对于格构塔式结构可以获得较好的数值模拟结果,利用CFD方法可以较好地模拟输电塔结构的平均风荷载。     

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。     

超高层建筑表面风荷载数值模拟研究

该文通过计算流体力学数值模拟技术对某超高层建筑进行了表面风荷载分布的数值模拟。结果表明：由于漩涡脱落,在结构侧面边缘出现了较强烈的负压区;在周边建筑干扰高度范围内,结构表面风压分布较混乱,结构在干扰高度以上部分风压分布比较规律;局部部位的设计风压应参考各风向角下风压峰值。     

高层建筑密集区的风环境数值模拟研究

高层建筑密集区的风环境问题日益受到关注,因此在项目建设前期对其周围的风场特性进行研究与评估十分必要。本文通过某高层建筑密集区的CFD数值模拟研究,计算了16个风向角下其周边450m半径范围内的流场特征,分析了其兴建前后该区域的风速比分布特征,并据此分析关键点风速随风向的变化,最后比较了工程建设前后其周围区域的总体风环境水平。     

凸角三角形退台高层建筑风荷载特性研究

文中以下部横截面为凸角弧边三角形、上部退台为弧边Y形的在建超高层建筑为工程案例,采用风洞试验方法对其风荷载特性进行了研究。基于表面测压试验结果,探讨了不同高度处局部和整体体型系数以及风荷载功率谱密度的变化规律,考察了退台对体型系数及风荷载频谱特性的影响。结果显示不对称迎风时这类建筑的整体体型系数最大,退台处的整体体型系数存在突变,且退台后系数有所增大;退台后负压局部体型系数峰值有较明显减小;弧面迎风时这类建筑的漩涡脱落最为显著,此时斯托罗哈数以及功率谱密度带宽沿高度变化不大,表明退台对此类建筑频谱特性的影响较小。