本文關(guān)鍵詞：基于大渦模擬與風(fēng)洞試驗的超高層雙塔建筑風(fēng)荷載特性研究　出處：《重慶大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近些年來，隨著輕質(zhì)高強材料和新技術(shù)的涌現(xiàn)，在各個大城市中心出現(xiàn)了越來越多的超高層建筑，其中有不少雙塔形式的建筑。對于超高層建筑的抗風(fēng)設(shè)計，難點在于風(fēng)荷載的確定。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載計算時，我國的荷載規(guī)范只給出了單體建筑風(fēng)荷載的計算方法，對于周邊建筑群、復(fù)雜的山地地形以及相鄰建筑物對結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的影響則是進(jìn)行了簡化考慮，對于柔度大、對風(fēng)的響應(yīng)十分敏感的超高層而言，這往往不足以保證結(jié)構(gòu)的安全性以及舒適性。因此，通常需要通過風(fēng)洞試驗以及數(shù)值風(fēng)洞模擬對風(fēng)荷載進(jìn)行估計并指導(dǎo)工程設(shè)計。 根據(jù)對湍流的求解方法的不同，CFD的數(shù)值模擬方法通�？梢苑譃椋褐苯忧蠼夥ǎ―NS）、大渦模擬法（LES）、雷諾平均法（RANS）。大渦模擬法是三者中兼顧精度以及計算效率的計算方法。本文從大渦模擬以及風(fēng)洞試驗這兩個方面入手，對超高層雙塔建筑風(fēng)荷載特性展開研究。 本文的主要研究內(nèi)容如下： ①數(shù)值風(fēng)洞入口來流脈動風(fēng)是否能夠真實還原目標(biāo)風(fēng)場特性，關(guān)系到大渦模擬的成敗，因此入口邊界條件的模擬是大渦模擬的一個關(guān)鍵問題。本文基于諧波合成法對大渦模擬數(shù)值風(fēng)洞的來流脈動風(fēng)進(jìn)行模擬，并運用流體動力學(xué)軟件——FLUENT進(jìn)行大渦模擬計算。將數(shù)值風(fēng)洞中不同位置處的風(fēng)場特征與規(guī)范中相應(yīng)地貌的風(fēng)場特征進(jìn)行比較，驗證了這種來流脈動風(fēng)模擬方法的可行性以及與真實流場的近似性。 ②以重慶東方國際廣場為工程背景，進(jìn)行四種工況、每種工況32個風(fēng)向角的風(fēng)洞試驗。對不同工況下的體型系數(shù)、脈動風(fēng)壓系數(shù)、層無量綱氣動力系數(shù)以及層風(fēng)荷載功率譜的特性進(jìn)行對比，研究了周邊建筑群、山地地形對建筑表面風(fēng)壓特性的影響，其結(jié)果可以作為工程設(shè)計的參考。 ③基于大渦模擬方法并結(jié)合諧波合成法模擬數(shù)值風(fēng)洞來流脈動風(fēng)，并應(yīng)用FLUENT軟件對重慶東方國際廣場進(jìn)行大渦模擬計算。分析了建筑周圍的繞流特性、建筑表面平均風(fēng)壓系數(shù)的分布特征、層無量綱氣動力系數(shù)以及層風(fēng)荷載功率譜特性。并將數(shù)值模擬得到的建筑風(fēng)荷載結(jié)果與風(fēng)洞試驗結(jié)果進(jìn)行比較分析。
[Abstract]:In recent years , with the emergence of light - weight high - strength materials and new technologies , there are more and more super - high - rise buildings in the center of each big city . The numerical simulation method of CFD can be divided into direct solution method ( DNS ) , large eddy simulation method ( LES ) and Reynolds average method ( RANS ) , and the numerical simulation method of CFD can be divided into three methods : direct solution method ( DNS ) , large eddy simulation method ( LES ) and Reynolds average method ( RANS ) . The main contents of this paper are as follows : The simulation of the inlet boundary condition is a key problem in the large eddy simulation . The numerical wind tunnel is simulated by the harmonic synthesis method . The characteristics of the wind field at different positions in the numerical wind tunnel are compared with the wind field characteristics of the corresponding landform in the specification , and the feasibility of this method and the approximation of the real flow field are verified . On the basis of Chongqing Dongfang International Plaza , four working conditions are carried out , and the wind tunnel tests of 32 wind angles are carried out in each working condition . The influence of the surrounding buildings and mountainous terrain on the wind pressure characteristics of the building surface is studied . The results can be used as a reference for engineering design . ( 3 ) Based on the large eddy simulation method and combined with the harmonic synthesis method to simulate the numerical wind tunnel to flow the pulsating wind , the FLUENT software is applied to the large eddy simulation calculation of the Dongfang International Plaza in Chongqing . The flow characteristics around the building , the distribution characteristics of the average wind pressure coefficient of the building surface , the dimensionless aerodynamic coefficient and the power spectral characteristics of the layer wind load are analyzed . The results of the numerical simulation are compared with the wind tunnel test results .

【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU973.32;TU973.213

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1401377