大跨空間屋蓋的風壓分布及繞流特性研究.pdf

1、大跨度空間結構以其大空間、多功能、內(nèi)部布置靈活等突出優(yōu)勢,已在建筑結構中發(fā)揮著越來越重要的作用.然而這些結構往往阻尼小且自重輕,對風荷載的作用非常敏感,因而正確確定此類結構的風荷載,便成了進行結構抗風設計的關鍵.計算流體動力學(CFD)在風工程中的應用為風荷載研究提供了一個新的、有別于風洞試驗和現(xiàn)場實測的研究手段,具有設計周期短、實驗費用低、承擔風險小等突出優(yōu)勢,有著十分廣闊的發(fā)展前景.該方法是應用計算流體力學(CFD)技術在計算機上模

2、擬建筑結構周圍風場的變化,并求解結構表面風壓的一種結構風工程研究方法.需要指出的是,目前CFD技術的應用仍處于起步階段,雖然不少研究人員已初步驗證了CFD技術,包括FLUENT軟件在結構抗風設計中的可行性和準確性,但由于當前此研究領域仍存在許多暫時難以解決和深入了解的問題,所以CFD技術的研究在今后相當長的一段時間里,仍將處于不斷探索和深化的階段.本文就是采用CFD數(shù)值模擬技術,利用CFD商業(yè)軟件Fluent對大跨結構剛性屋蓋的風壓分布

3、及結構繞流特性進行了研究.首先,在較充分了解計算流體力學CFD技術及大量相關文獻總結的基礎上,確定了Fluent軟件中適用于鈍體繞流研究的一系列關鍵參數(shù),如湍流模擬方法的選取,網(wǎng)格劃分方法,入口邊界條件的設定等.然后,研究了球面、柱面及鞍形等三種常見的曲面屋蓋,分析了模型的矢跨比、長寬比、來流風向角等參數(shù)在常用范圍內(nèi)變化時,對結構屋蓋表面的風壓分布及繞流特性的影響.同時,通過將本文計算結果與現(xiàn)行風荷載規(guī)范的對比分析,指出了規(guī)范中存在的問