基于CFD方法的大跨度结构体型系数计算.pdf

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1、第4O卷第1期四川建筑科学研究2014年2月SichuanBuildingScience27基于CFD方法的大跨度结构体型系数计算袁洪升，闰发林，高洪俊，周冲(1．廊坊师范学院建工学院，河北廊坊065000；2．上海联创建筑设计有限公司，上海200120；3．河北工程大学土木工程学院，河北邯郸056038；4．中国建筑第四工程局有限公司，广东广州510665)摘要：基于CFD方法建立了数值风洞模型，采用标准k—湍流模型，数值模拟大跨度结构屋盖风场风压，获取其风载体型系数。首先，采用数值模拟计算落地球面网壳屋盖体型系数，并与文献风洞试验结果进

2、行对比发现吻合较好，验证了本文计算方法和湍流模型参数选取的合理性。然后，研究了不同风向角下大跨屋盖风载体型系数的分布，分析及其产生的机理。计算结果表明：在不同风向角时，屋面风载体型系数变化较大。结合当地实际风环境对比分析后获得的最不利风压分布，才可应用于实际工程的抗风设计。关键词：大跨度结构；一湍流模型；风载体型系数；数值模拟中图分类号：TU312．1；TU317．1文献标志码：A文章编号：1008—1933(2014)0l一027—04Numericalsimulationofwindloadingshapecoeficientonlar

3、gespanstructurebasedonCFDYUANHongsheng，YANFalin，GAOHongjun，ZHOUChong(1．ArchitecturalEngineeringDepartmentofLangfangTeachersCollege，Lan出ng065000，China；2．ShanghaiUnitedDesignGroupCo．，Ltd．，Shanghai200120，China；3．CollegeofCivilEngineering，HebeiUniversityofEngineering，Handan056

4、038，China；4．ChinaConstructionroughEngineeringDivisionCo．，Ltd．，Guangzhou510665，China)Abstract：ThewindfieldandwindpressuredistributionofalargespanstructureissimulatedbyCFDwithstandardk—sturbulentmodel，whileparameteranalysissuchascomingwindangleiscarriedout．Firstly，shapecoefi

5、cientonroofofsphericalshellwasinvestigatedwithnumericalsimulationtechnique．Comparedwithwindtunneldatainreference，thecomputedresultisagreedwellwiththeotherresult，andverifiestheapplicabilityofcomputingmethodandtheselectedparametersofturbulencemode1．Theresultsshowthatthewindl

6、oadingshapecoeficientsontheroofvarygreatlywiththewindangles．Itshouldbementionedthatthemostunfavorablewindpressuredistributionshouldbeobtainedaccordingtolocalwindenvironment，inordertoprovideareferenceforwindresistantdesignofpracticalproject．Keywords：largespanstructure；k—stu

7、rbulentmodel；windloadingshapecoeficient；numericalsimulation随着计算机技术和湍流模型的发展，计算流体0引言动力学(CFD)数值模拟方法已经被广泛运用于建筑大跨度空间结构广泛应用于影剧院、展览馆、飞结构风荷载、风效应研究中引。与传统的风洞试验机库、航空港、体育场馆、车站、煤棚、仓库、工业厂房相比，运用CFD方法对结构风场风载的数值模拟周等建筑中，并日趋多样化、大型化、复杂化⋯。风荷期短、成本低、效率高；不受模型尺度影响，可建立全载逐渐成为此类结构设计的控制荷载，并且由于其尺度模型，一定

8、程度上可克服风洞试验中难以满足建筑外形日趋复杂，现行的荷载规范无法提供其表雷诺数相似的困难；可以方便地改变各种参数，研究面的风压分布规律和风载体型系数，导致对于大跨分析不同参数的