不规则建筑参数化建模及其风载体型系数研究

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AutoCAD 是目前不规则建筑模型建立的主要渠道,其强大的图形处理功能为复杂模型的建立提供支持。但随着模型复杂度的提升,建模时间不断增加。同时对于模型质量控制的相关研究甚少,较差的模型质量容易导致计算结果失真或计算不收敛。为此,本文从模型质量控制及建模效率提升两方面入手,主要研究内容包括:
  1、根据建模特性对建筑分类,基于各类建筑的建模过程总结了传统建模方法的局限性。不规则建筑模型控制点数量多,AutoCAD 每次只能对单个控制点进行处理,建模效率较低;绘图、分析软件兼容性问题导致的模型规整度降低一定程度上使建模过程复杂化;AutoCAD 部分平面制图功能无法在三维空间中直接使用,需其它命令辅佐进行,导致建模流程碎片化。
  2、根据控制点间距、层间距、层间变异状况等变量推导能够形成较高质量网格的建模控制参数,对特殊分布容易形成质量较差网格的点集提供相应的三角网格绘制方案和优化方案。
  3、对传统建模方式的局限性,采用Autolisp语言基于AutoCAD软件进行二次开发。在点集筛选、标高统一、轮廓绘制、层间缝合等步骤中,以对点集进行批量处理为核心,开发了一个或多个快捷功能,提升建模效率;为面域转化过程开发了基于顶点的面域绘制方案,简化了建模步骤。
  4、对数值风洞模拟过程中影响计算结果精度的因素进行分析,分析表明网格的划分形式相比于湍流模型的选择对计算结果有更大的影响。周边加密网格划分方式能够在压力梯度较大处形成较密集的网格,同时网格数量合理,保证计算结果可靠度的同时具有较高的计算效率。
  5、以萨尔王铜像为例采用参数化建模方式进行建模,分析其风载体型系数及表面风压分布规律。在迎风面具有较大承风面积的外凸或内凹部位,容易形成高风压区,高压区向外扩散风压逐渐减小。
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