大跨復雜體型建筑物風場的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著大跨度、復雜體型建筑物的大量出現(xiàn)，風荷載扮演著越來越重要的角色，開展建筑結構風荷載的研究具有重大的現(xiàn)實意義。目前對風荷載的研究方法主要有現(xiàn)場實測、風洞試驗和理論研究(數(shù)值模擬)。現(xiàn)場實測是最直接的方法，但是顯然這種方法費時、費錢、費人力，而且無法在建筑物建設之前進行，無法對擬建建筑物進行風環(huán)境預測，這種方法有一定的局限性；風洞試驗作為目前研究風荷載的最主要和重要的方法也存有很多不足，包括費用昂貴、適應性不強等等。相比之下利用計算流體

2、動力學(ComputationalFluidDynamic，CFI))的原理在計算機上模擬建筑物周圍風場的方法卻有著諸多的優(yōu)勢。 本文詳細闡述了鈍體繞流的基本特性及其基礎理論，并推導了CFD數(shù)值模擬理論的基本方程，討論了方程的封閉性問題，以及湍流的模擬等。并以美國德克薩斯技術大學(TexasTechUniversity,Tru)所做的全比例尺低矮建筑物原型試驗為基礎，總結出應用計算流體動力學(CFD)軟件FLUENT對鈍體建筑物

3、繞流風場進行模擬時其計算流域、網格劃分、邊界條件、湍流模型以及計算參數(shù)等的確定原則及方法。在此基礎上，建立了更為復雜的武漢體育中心游泳館的模型，編寫了其入口平均風速剖面及湍動能和湍流耗散率的程序，對其周圍風場進行了數(shù)值模擬，把得到的平均風壓體型系數(shù)與風洞實驗作了對比分析，并詳細分析了游泳館周圍風場的分布，得到的結論是平均風壓體型系數(shù)與實驗結果比較接近，具有一定的精度，應用計算流體動力學的方法能夠對鈍體繞流場進行比較準確的描述，應用其預測