【摘 要】
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随着全球经济的不断发展和人民生活水平的不断提高,人们对建筑结构体型、外观的要求也进一步提升,越来越多的超限结构不断涌现。作为超限结构的代表,超高层建筑和大跨度建筑具有质量小、柔度大、自振频率低、阻尼比小等特点,受不规则的大气边界层空气流动的影响,受风的扰动作用十分明显,是典型的风敏感建筑。因此,对于结构设计来说,深入研究和完善此类超限结构在风荷载作用下的表现具有十分重大的意义。数值风洞模拟(CFD
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随着全球经济的不断发展和人民生活水平的不断提高,人们对建筑结构体型、外观的要求也进一步提升,越来越多的超限结构不断涌现。作为超限结构的代表,超高层建筑和大跨度建筑具有质量小、柔度大、自振频率低、阻尼比小等特点,受不规则的大气边界层空气流动的影响,受风的扰动作用十分明显,是典型的风敏感建筑。因此,对于结构设计来说,深入研究和完善此类超限结构在风荷载作用下的表现具有十分重大的意义。数值风洞模拟(CFD)技术作为目前结构风工程领域的主要研究方法之一,以其投入低、模拟周期短,参数修改边界,结果数据丰富,理论上可以再现模型周围更符合实际大气边界层的的流场等优点,得到了全球众多结构风工程领域专家学者的青睐。在计算风工程中,按照研究方法,可以将数值风洞技术分为稳态数值风洞技术和非稳态数值风洞技术两种。其中,非稳态数值风洞技术克服了稳态数值风洞技术仅能获得平均值的缺点,可以得到用于计算等效静力风荷载以及舒适度分析的风荷载时程结果,对于建筑的抗风设计更具有实际意义。本文应用大涡模拟法、通过FLURNT软件和自编的C语言程序文对不同条件下的算例进行了非稳态数值风洞模拟。对于空风场中,湍流涡团从入口处到建筑物前端(流域前三分之一区域)区间内,网格模型对于包括:平均风剖面、湍流度剖面、脉动风速功率谱在内的各类风参数的影响进行了创新性研究。在验证了滤波效应真实存在的同时,也为不同模拟环境下对于不同参数的要求提出了相应建议。为后续进行带建筑的实际工程的研究提供了有价值的方法与建议。
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