【摘要】：隨著結(jié)構(gòu)抗風(fēng)研究的不斷深入,如何準(zhǔn)確地模擬出符合真實(shí)風(fēng)場特性的大氣邊界層就成為了研究的關(guān)鍵性問題。為了研究大氣邊界層脈動(dòng)風(fēng)場的數(shù)值模擬方法,本文借助CFD軟件,通過在全尺寸風(fēng)場模型中布置粗糙元、擾流桿和格柵等構(gòu)造措施,生成了理想的隨機(jī)脈動(dòng)風(fēng)。對影響數(shù)值模擬結(jié)果的粗糙元高度、擾流桿間距及格柵布置情況等主要參數(shù)進(jìn)行了分析,確定了其影響規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上對中國建筑規(guī)范中的四類地貌風(fēng)場進(jìn)行了數(shù)值模擬。此外,下?lián)舯┝髯鳛槌Ｒ婏L(fēng)災(zāi)害的一種,但其對建筑結(jié)構(gòu)的影響在中國建筑規(guī)范中尚未予以給出,本文通過CFD軟件成功模擬出靜止型與移動(dòng)型下?lián)舯┝黠L(fēng)場,得到以下結(jié)論：一、大氣邊界層脈動(dòng)風(fēng)場(1)粗糙元會(huì)顯著增大近地面附近的湍流強(qiáng)度,且其增大作用與影響范圍隨著粗糙元高度的增大而增大；(2)擾流桿對流場上部湍流強(qiáng)度增大作用明顯,且其增大效果隨著擾流桿的密度增大而增大；(3)通過布置展向格柵可以輔助增大粗糙元與擾流桿影響范圍中間交界部分的湍流擾動(dòng)；(4)通過布置粗糙元、擾流桿與展向格柵的方法可以實(shí)現(xiàn)了對邊界層風(fēng)場湍流強(qiáng)度的改變,證明了生成大氣邊界層風(fēng)場脈動(dòng)入口數(shù)值方法的可行性,得到的時(shí)程數(shù)據(jù)為后續(xù)的結(jié)構(gòu)繞流提供了有價(jià)值的來流生成方法。二、下?lián)舯┝黠L(fēng)場(1)壁面射流模型可以很好地反映下?lián)舯┝黠L(fēng)場基本特性,所得到的數(shù)值模擬結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)剖面有著較好的吻合度；(2)在下?lián)舯┝黠L(fēng)場中,徑向風(fēng)剖面中的水平風(fēng)速會(huì)在距風(fēng)暴中心徑向距離為1Djet處達(dá)到最大值,豎向風(fēng)剖面中的水平風(fēng)速會(huì)在離地高度為80m附近處達(dá)到最大值,這與大氣邊界層風(fēng)場特性存在顯著差異；(3)借助于CFD中的滑移網(wǎng)格技術(shù),對移動(dòng)壁面射流模型進(jìn)行數(shù)值模擬,可以很好地反映移動(dòng)型下?lián)舯┝黠L(fēng)場基本特性。
【圖文】：

２００５年，美國的路易斯安娜州以及密西西比州等地先后先后遭受了邋“卡特里娜”逡逑以及“麗塔”觀風(fēng)的襲擊，千余人死亡，數(shù)百萬人流離失所，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)千億逡逑美元（圖１－１）。我國同樣也是遭受風(fēng)災(zāi)害嚴(yán)重的國家之一，２００４年“云娜”臺(tái)風(fēng)登陸逡逑我國浙江，造成約１８０人死亡，２００億人民幣的直接經(jīng)濟(jì)損失；２００９年８月，臺(tái)風(fēng)“莫逡逑拉克”登陸臺(tái)灣花蓮，總計(jì)造成超過１１００億臺(tái)幣損失，５００余人喪生（圖１－２）。逡逑圖１－１颶風(fēng)“卡特里娜＂襲擊美國新奧爾良市邋圖１－２臺(tái)風(fēng)“莫拉克”登陸臺(tái)灣花蓮逡逑風(fēng)災(zāi)害導(dǎo)致的各種破壞中，對建筑結(jié)構(gòu)所造成的損傷一直非常嚴(yán)重，無論是高層逡逑建筑、體育場館還是機(jī)場港口、巨型廣告牌，都會(huì)經(jīng)常風(fēng)災(zāi)害的威脅。２００５年，美國逡逑新奧爾良市收到“卡特里娜”廂風(fēng)襲擊，Ｈｙａｔｔ邋Ｒｅｇｅｎｃｙ酒店的玻璃幕墻在襲擊中嚴(yán)重逡逑破壞。我國的建筑結(jié)構(gòu)也同樣長期受到風(fēng)災(zāi)害的影響，２００２年８月，我國蘇州市尚未逡逑建成的一座體育場４０００多平方米的頂棚被強(qiáng)風(fēng)直接掀去。逡逑伴隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速進(jìn)步以及工程技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑物高度與跨度記錄不逡逑斷地被刷新。這就要求建筑材料需要滿足輕質(zhì)高強(qiáng)的要求

２００５年，美國的路易斯安娜州以及密西西比州等地先后先后遭受了邋“卡特里娜”逡逑以及“麗塔”觀風(fēng)的襲擊，千余人死亡，數(shù)百萬人流離失所，，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)千億逡逑美元（圖１－１）。我國同樣也是遭受風(fēng)災(zāi)害嚴(yán)重的國家之一，２００４年“云娜”臺(tái)風(fēng)登陸逡逑我國浙江，造成約１８０人死亡，２００億人民幣的直接經(jīng)濟(jì)損失；２００９年８月，臺(tái)風(fēng)“莫逡逑拉克”登陸臺(tái)灣花蓮，總計(jì)造成超過１１００億臺(tái)幣損失，５００余人喪生（圖１－２）。逡逑圖１－１颶風(fēng)“卡特里娜＂襲擊美國新奧爾良市邋圖１－２臺(tái)風(fēng)“莫拉克”登陸臺(tái)灣花蓮逡逑風(fēng)災(zāi)害導(dǎo)致的各種破壞中，對建筑結(jié)構(gòu)所造成的損傷一直非常嚴(yán)重，無論是高層逡逑建筑、體育場館還是機(jī)場港口、巨型廣告牌，都會(huì)經(jīng)常風(fēng)災(zāi)害的威脅。２００５年，美國逡逑新奧爾良市收到“卡特里娜”廂風(fēng)襲擊，Ｈｙａｔｔ邋Ｒｅｇｅｎｃｙ酒店的玻璃幕墻在襲擊中嚴(yán)重逡逑破壞。我國的建筑結(jié)構(gòu)也同樣長期受到風(fēng)災(zāi)害的影響，２００２年８月，我國蘇州市尚未逡逑建成的一座體育場４０００多平方米的頂棚被強(qiáng)風(fēng)直接掀去。逡逑伴隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速進(jìn)步以及工程技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑物高度與跨度記錄不逡逑斷地被刷新。這就要求建筑材料需要滿足輕質(zhì)高強(qiáng)的要求
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P425.65

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 朱偉亮;基于大渦模擬的CFD入口條件及脈動(dòng)風(fēng)壓模擬研究[D];北京交通大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2652454