资源描述：
《数值风洞在大跨屋盖结构风荷载确定中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第38卷第10期建筑结构2008年10月*数值风洞在大跨屋盖结构风荷载确定中的应用孙晓颖,林斌,吴晓蓉,武岳,沈世钊(哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨150090)[摘要]运用计算流体力学数值模拟技术对大跨屋盖结构表面风荷载进行了研究。对平屋面和曲面屋面表面风压分布进行了数值模拟。在此基础上,对大庆石油学院体育馆屋盖表面进行了风洞试验和数值模拟的对比研究,并对大射电望远镜FAST反射面的风压分布及其周围流场进行了数值模拟,为该工程的结构抗风设计提供了参考。[关键词]数值模拟;大
2、跨屋盖结构;风荷载;计算流体力学ApplicationofnumericalwindtunneltosimulatewindloadonlongspanroofSunXiaoying,LinBin,WuXiaorong,WuYue,ShenShizhao(DepartmentofCivilEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China)Abstract:Windloadaroundlongspanroofisstudiedbym
3、eansofCFD.Thenumericalsimulationofwindinducedpressurehasbeenperformedonflatroofandcurvedroofsuchascylinderdomeandsaddleroof.Onthebasisoftheresearchmentionedo,thenumericalsimulationofwindloadhasperformedonthegymnasiumroofofDaqingpetroleuminstitutecompar
4、edwithwindtunneltests.ThenumericalsimulationofflowaroundFivehundredmeterApertureSphericalTelescope(FAST)hasbeenperformedwhichcanbereferredinwindresistantdesignofthestructure.Keywords:numericalsimulation;longspanroof;windload;CFD1引言式(4)是雷诺方程,和NS方程
5、相比,多出了一组新的采用CFD数值模拟技术对近地面风作用下大跨度未知变量雷诺应力uiuj,连同速度和压力,方程屋盖的平屋面和曲面屋面(球形、柱形和鞍形屋面等)组共有十个未知量,而控制方程只有四个,不封闭。文屋盖表面的风压分布进行了数值模拟。为了能够更好中采用了雷诺应力方程模型RSM,这种模型放弃了涡地应用CFD数值模拟技术研究大型复杂结构表面的风粘性系数假设,直接采用微分形式的输运方程计算雷压分布特性,对大庆石油学院体育馆屋盖表面风荷载诺应力uiuj,从而实现对雷诺方程的封闭。考虑壁面进行了风
6、洞试验和数值模拟的对比研究。最后对大射存在对流场的影响,选用非平衡壁面函数来修正RSM电望远镜FAST反射面的风压分布及其周围流场进行模型,以模拟壁面附近复杂的流动现象。对控制微分了数值模拟,为该工程的抗风设计方案进行了预研,探方程进行离散时,采用有限体积法将微分方程分解成讨了周围流场的绕流特性,以供工程设计参考。一系列关于多个变量的非线性耦合代数方程组。在运2CFD计算方法及数值模拟过程中的注意事项用有限体积法时,采用一阶迎风格式离散对流项,对扩21CFD计算方法散项采用具有二阶精度的中心差分格
7、式;对于压力速大气边界层中的近地面风是一种低速的近似不可度耦联方程,采用SIMPLE算法实现各联立方程的解耦压缩的湍流流动,其周围的流场十分复杂,往往由撞及压力场和速度场的校正。[24]击、分离、再附着、环绕和漩涡等物理现象决定,流22数值模拟过程中的注意事项动的基本控制方程为基于质量守恒原理的连续方程:应用CFD数值模拟技术进行钝体绕流计算时,为U=0,U=(u1,u2,u3)(1)了保证数值计算的稳定性,应注意以下几方面问题,以基于牛顿第二运动定律的动量方程:便获得收敛性较好的结果:1)首
8、先应减小或消除计算uipjit+(uiU)=-x+x+fi(2)结果对网格的依赖性,采用合理的网格划分方案。采ij用四面体单元,靠近建筑物的区域网格划分密集,远离如果仅考虑流动风的时均效应,对NS方程进行建筑物区域网格划分稀疏。2)选用RSM湍流模型模雷诺平均,可得如下方程:u!ixi=0(3)*国家自然科学基金重点项目(50338010);国家自然科学基金面上u!u!1∀p2u!项目(50078018)。iii+u!jx=-+v-ui
