隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,大跨度屋面結(jié)構(gòu)越來越多,結(jié)構(gòu)類型也越來越復(fù)雜,而風(fēng)荷載往往是這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的主要控制荷載之一。雖然目前,對于大跨屋面結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)工作的研究也較多,但是大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載破壞的事故還是屢見不鮮,說明了目前大跨度屋面結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計理論與設(shè)計方法還不夠成熟。本文在這種背景下,依托CFD數(shù)值模擬計算平臺,對大跨度單錐體屋面結(jié)構(gòu)、大跨度連續(xù)兩錐體屋面結(jié)構(gòu)、大跨度連續(xù)三錐體屋面結(jié)構(gòu)在不同風(fēng)向角與屋面坡角下進(jìn)行抗風(fēng)性能研究。本文主要進(jìn)行了以下幾個方面的研究:（1）綜述前人主要研究成果的基礎(chǔ)上,確定數(shù)值模擬的計算方法、湍流模型、控制方程的離散格式、邊界條件、數(shù)值迭代方法和計算結(jié)果的判定方法。然后用fluent流體力學(xué)分析軟件分析了在不同風(fēng)向角和屋面坡角共12種工況下大跨度單錐體屋面結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載性能,得出了風(fēng)壓系數(shù)等值線圖與體型系數(shù)變化規(guī)律,歸納和總結(jié)得出風(fēng)荷載體型系數(shù)實用計算公式。（2）利用前面確定的數(shù)值模擬分析方法對封閉式雙坡屋面的風(fēng)荷載性能,得出相關(guān)的風(fēng)壓系數(shù)與體型系數(shù),并與我國的《建筑荷載規(guī)范》中封閉式雙坡屋面的體型系數(shù)進(jìn)行了比較,驗證該數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性和有效性。... 

【文章來源】：中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

美國新奧爾良的“超級彎頂，在咫風(fēng)破壞前后對比圖

本章設(shè)計了風(fēng)向角ｐ為０°、４５。和９０°，屋面坡角ｅ為１５°、２５°、３０°和４５°，共１２??組不同工況模型，模型的長寬高均為６０ｍｘ５０ｍｘ２０ｍ，具體設(shè)計方案見表２．１，屋面??坡角０示意圖見圖２．１。??表２．１大跨度單錐體屋面結(jié)構(gòu)模型匯總表??Ｔａｂｌｅ?２．１?ｓｕｍｍａｒｙ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｌａｒｇｅ－ｓｐａｎ?ｓｉｎｇｌｅ?ｃｏｎｅ?ｒｏｏｆ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ??模型編號?風(fēng)向角ｐ?屋面坡角ｅ?高寬比?長ｘ寬ｘ高??０１－０４?０°?１５°，?２５°，?３０°，?４５°?２／５?６０ｍｘ５０ｍｘ２０ｍ??０５－０８?４５°?１５°，?２５°，?３０°，?４５°?２／５?６０ｍｘ５０ｍｘ２０ｍ??０９－１２?９０。?１５°，?２５°，?３０°，?４５°?２／５?６０ｍｘ５０ｍｘ２０ｍ??Ｊ，?６００００?ｌ??ｊ?６００００?Ｊ，?１－＾??建筑平面圖??圖２．１屋面坡角示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｒｏｏｆ?ｓｌｏｐｅ?ａｎｇｌｅ??２．２邊界條件??入口邊界條件采用速度入口邊界條件（ｖｅｌｏｃｉｔｙ－ｉｎｌｅｔ）?［５２，５３］，來流為我國荷載規(guī)??范中的Ｂ類地面粗糙度剪切流，平均風(fēng)速剖面為：??ｔ／（：）?＝ｔ／〇（ｚ／ｚ０）?（２－１）??式中％——標(biāo)準(zhǔn)參考高度和標(biāo)準(zhǔn)參考高度處的平均風(fēng)速

２．３．２網(wǎng)格的劃分??數(shù)值計算是求解在離散網(wǎng)格點上滿足流體動力學(xué)基本方程，因此計算域離散對數(shù)??值模擬結(jié)果有直接影響［６２】。目前，數(shù)值風(fēng)洞模擬采用的網(wǎng)格劃分類型有結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃??分和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的幾何性質(zhì)規(guī)則，使得計算精度和效率較高，但??也存在不足之處。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的節(jié)點是以一種不規(guī)則的方式布置在流場中［６３］，非結(jié)??構(gòu)化網(wǎng)格雖然生成過程比較復(fù)雜，但具有良好的適用性，可以適用復(fù)雜區(qū)域及復(fù)雜型??體的網(wǎng)格劃分，但這樣的網(wǎng)格質(zhì)量較差，尤其是在流場邊界附近，由于三角形或者立??方體被切割掉一部分，其心（計算節(jié)點）位置發(fā)生變化，影響計算精度；混合網(wǎng)格是將??結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格結(jié)合在一起，可以在計算流域靈活使用這兩種網(wǎng)格，將這??兩種網(wǎng)格的優(yōu)勢結(jié)合起來，提高計算效率和精度。??所以本章采用分區(qū)混合網(wǎng)格劃分方案，這種劃分方法是將結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化??網(wǎng)格最優(yōu)協(xié)調(diào)使用，即計算流域邊界面和建筑物表面采用三角形非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格單元進(jìn)行??離散，體網(wǎng)格主要采用四面體網(wǎng)格進(jìn)行離散。該方法不僅可以控制計算域離散的網(wǎng)格??數(shù)量，還可以有效地提高計算效率，使網(wǎng)格更均勻以保證計算精度和收斂特性，網(wǎng)格??劃分示意圖見圖２．３。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[8]基于FLUENT軟件的建筑物風(fēng)荷載數(shù)值模擬[D]. 吳劍鋒.大慶石油學(xué)院 2009
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本文編號：3470359