典型体型体育场风荷载风环境CFD数值模拟分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aabbccdd654321
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室外大型开敞体育场为了满足比赛和观看需要一般均为大跨度结构,大跨度结构作为一种新颖的结构体系,具有自重轻、柔性大、体型复杂等特点,对风荷载十分敏感,风荷载往往是这类结构的控制荷载。如何准确预测这类结构的整体与局部风压对结构设计至关重要。在进行结构设计的过程中,由于受到现行技术条件的限制,往往得不到准确的风荷载。设计人员只根据经验对风荷载做估算,这样做可能带来的后果:一是对风荷载估计不足或者是对某些特殊的地方没有引起足够的重视,从而导致结构存在破坏的危险;二是把风荷载估计的过大,设计偏于保守,将会导致经济上的浪费。为此,本文对四种典型体型体育场:马鞍形罩棚体育场、平屋盖矩形体育场、单侧看台球面罩棚体育场和双侧看台球面罩棚体育场采用SST剪切应力模型进行数值模拟分析,分析研究了在各个风向角来流作用下,各体型体育场罩棚表面风压分布规律,给出了各个区域不同体型体育场表面风压系数包络线为建筑抗风设计提供参考。  另外,本文对体育场体型变化如罩棚倾角、罩棚与看台连接处开缝与不开缝体型做了研究,首先对削顶圆锥体型体育场在罩棚不同倾角情况下罩棚表面风压分布进行CFD数值模拟分析,总结了罩棚不同倾角时罩棚表面风压分布规律。然后又对球面表面罩棚体育场,在罩棚与看台连接处开缝与不开缝体型进行了对比分析。  最后通过对奥运网球中心进行模拟研究,综合讨论了这种大开洞特殊体型体育场在各个风向角来流作用下表面风压的分布特点并与风洞试验数据进行了对比分析,讨论了罩棚倾角变化对罩棚表面风压的影响以及开洞和闭合两种工况风场分布的差异,进一步通过对中心赛场内部风速比与按照风速剖面计算的风速比的对比,分析了场地内部风环境的状况以及对网球比赛的影响。
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