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基于嵌入空间变形体法的流固耦合网格更新

浙江大学学报（工学版） 2013年第3期47卷 508-514页

作者：卢旦李承铭上海现代建筑设计(集团)有限公司上海200041

为解决在传统基于松耦合技术的流固耦合计算中由于单元类型和数量的不同,网格变形不协调、计算收敛困难以及计算误差大等问题,在进行流固耦合网格更新计算中引入了计算机图形学中基于自由变形(FFD)原理的嵌入空间变形体方法,通过将少量... 详细信息

为解决在传统基于松耦合技术的流固耦合计算中由于单元类型和数量的不同,网格变形不协调、计算收敛困难以及计算误差大等问题,在进行流固耦合网格更新计算中引入了计算机图形学中基于自由变形(FFD)原理的嵌入空间变形体方法,通过将少量结构节点作为控制点来完成大量流体网格的高阶连续变形功能.计算中考虑了湍流来流边界条件的影响,与采用分区插值方法的计算结果进行了比较,并对流固耦合中的气动阻尼特性进行了分析.验证算例表明:该方法实现了高层建筑的任意复杂连续侧弯及扭转变形,且不受建筑外形复杂程度的影响;计算收敛性和精度更高,数值计算结果与风洞试验的结果吻合更好.

关键词：流固耦合数值风洞嵌入空间变形体法网格更新变形协调

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突然开孔时孔口气流动力特性参数的数值模拟

工程力学 2006年第10期23卷 55-60页

作者：卢旦楼文娟浙江大学建筑工程学院杭州310027

建筑物突然开孔时瞬态内压响应的规律可以用一个二阶非线性常微分方程来描述,由于开孔形状和孔边物理特征的复杂性,采用风洞试验获取方程中各项系数的方法往往比较困难。首先利用计算流体动力学的方法,模拟建筑物突然开孔瞬时的流场变化... 详细信息

建筑物突然开孔时瞬态内压响应的规律可以用一个二阶非线性常微分方程来描述,由于开孔形状和孔边物理特征的复杂性,采用风洞试验获取方程中各项系数的方法往往比较困难。首先利用计算流体动力学的方法,模拟建筑物突然开孔瞬时的流场变化,获得风致内压的Helmholtz频率和孔口气流的等效线性阻尼。再由这两个参数计算得到的内压增益并与风洞试验结果相比较,二者结果吻合较好,表明数值计算能够准确地模拟突然开孔结构孔口处的气体流动状态。其次,利用孔口气流振荡曲线,采用参数拟合的方法进一步获得了内压传播方程中的各特征参数。

关键词：风洞试验风致内压数值模拟突然开孔动力特征参数

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在建厂房的风荷载分布及其风致倒塌机理

浙江大学学报（工学版） 2006年第11期40卷 1842-1846,1882页

作者：楼文娟卢旦浙江大学土木工程学系浙江杭州310027

结合广东番禺某一厂房在施工过程中四面墙体均被阵风吹倒的事故,采用数值风洞方法,模拟了该厂房在实际施工状态下墙体所受的风荷载并剖析事故原因.进一步研究了单面墙体门窗开启对建筑物所受风荷载的影响.提出了施工过程抗风设计的风荷... 详细信息

结合广东番禺某一厂房在施工过程中四面墙体均被阵风吹倒的事故,采用数值风洞方法,模拟了该厂房在实际施工状态下墙体所受的风荷载并剖析事故原因.进一步研究了单面墙体门窗开启对建筑物所受风荷载的影响.提出了施工过程抗风设计的风荷载取值及相应的施工技术措施.计算结果表明,该建筑物由于屋盖尚未施工,处于局部敞开状态,墙体内、外两侧均受到风的作用.无屋盖房屋的墙体内侧负压较大,迎风墙面实际所受的净风压体型系数远大于设计时按照规范的取值.在施工过程中建筑物所受风荷载的特殊性是导致该在建厂房倒塌的主要原因之一.

关键词：风荷载施工过程事故分析数值风洞

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索膜结构风致流固耦合气动阻尼效应研究

振动与冲击 2013年第6期32卷 47-53页

作者：卢旦楼文娟杨毅华东建筑设计院有限公司上海200041 浙江大学土木工程学院杭州310027 中国中铁二院工程集团有限责任公司成都610017

根据三角形重心坐标系原理提出了基于松耦合计算的流固耦合网格协调插值新方法,提高了流固耦合的计算效率;为解决由于柔性结构加速度过大而导致的求解不稳定问题,通过在1个时间步上进行流体及结构间反复交替求解来得到稳定的时程解。应... 详细信息

根据三角形重心坐标系原理提出了基于松耦合计算的流固耦合网格协调插值新方法,提高了流固耦合的计算效率;为解决由于柔性结构加速度过大而导致的求解不稳定问题,通过在1个时间步上进行流体及结构间反复交替求解来得到稳定的时程解。应用上述方法对一柔性平屋盖结构进行风振响应的数值模拟计算,通过与风洞试验的对比验证了计算结果的可靠性,并较全面地再现结构在风作用下的实际行为。在此基础上,联合采用经验模态分解法(EMD),随机减量法(RDT)和希尔伯特变换法(HT)从结构的动力响应时程数据中提取到了结构的气动阻尼特性信息。分析结果表明,气动阻尼在柔性结构的风振响应中作用不容忽视,主要表现为:四周封闭建筑的阻尼比远小于迎风面开孔建筑的阻尼比,且四周封闭状态下气动阻尼随风速变化小,其对总阻尼的影响较小;而迎风面开孔状态下气动阻尼较大且随风速的增大而增大。因此,对于柔性且阻尼较小的结构,特别对于开孔结构,气动阻尼的影响不可忽略。

关键词：柔性结构流固耦合高阶连续动力响应气动阻尼

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考虑流固耦合效应世博轴索膜结构风振研究

建筑结构 2013年第4期43卷 83-87页

作者：卢旦上海现代建筑设计(集团)有限公司上海200041

采用松耦合方法对索膜结构的风致振动问题进行研究,提出了基于三角形重心坐标系的网格变形插值新方法,并从计算精度和工程适用性的角度对一致网格和非一致网格进行了比较,提出了有效提高计算效率的实用方法。在上述研究的基础上,对上海... 详细信息

采用松耦合方法对索膜结构的风致振动问题进行研究,提出了基于三角形重心坐标系的网格变形插值新方法,并从计算精度和工程适用性的角度对一致网格和非一致网格进行了比较,提出了有效提高计算效率的实用方法。在上述研究的基础上,对上海世博轴索膜结构的风致流固耦合问题进行了数值分析,计算结果表明:流固耦合作用将明显改变索膜结构的动力特性,在索膜结构的风振计算中不容忽视。流固耦合在世博轴索膜结构的风振响应中主要表现在静态耦合作用的增大和瞬态耦合的削弱,且前者的作用超过后者。流固耦合基本不影响大尺度涡对结构的作用。

关键词：索膜结构流固耦合非一致网格风振系数

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双幕墙建筑通风性能的数值模拟研究

浙江大学学报（工学版） 2005年第1期39卷 46-50页

作者：卢旦楼文娟陈勇唐锦春浙江大学建筑工程学院浙江杭州310027

为研究廊道式和箱体式两种双幕墙体系的通风性能,以及外层幕墙通风百叶倾角对通风效果的影响,利用计算流体力学中的数值风洞模拟双幕墙建筑的通风状况,并与风洞试验结果相比较;采用多种倾角工况和不同来流风向对通风口百叶进行建模计算... 详细信息

为研究廊道式和箱体式两种双幕墙体系的通风性能,以及外层幕墙通风百叶倾角对通风效果的影响,利用计算流体力学中的数值风洞模拟双幕墙建筑的通风状况,并与风洞试验结果相比较;采用多种倾角工况和不同来流风向对通风口百叶进行建模计算.分析结果表明,采用大涡湍流模型中的动力亚格子尺度(SGS)模型能很好地模拟双幕墙体系的实际风场;在满足建筑通风要求的前提下使用箱体式来代替廊道式幕墙能获得更加良好的居住环境;通风百叶在一定程度上起到导风板的作用,在45°倾角附近具有最佳的通风效果.

关键词：双幕墙建筑通风性能计算流体力学大涡模拟

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世博轴索膜结构风振响应数值模拟

建筑结构学报 2010年第5期31卷 49-54页

作者：汪大绥卢旦李承铭华东建筑设计研究院有限公司上海200002 上海现代建筑设计(集团)有限公司上海200041

将风速时程作为数值风洞的入口边界条件,采用非稳态计算方法,获得了世博轴索膜结构的表面风压时程。将该风压时程的统计平均值与采用稳态计算得到的平均风压做比较,验证了前者的准确性。分析结果表明:利用数值风洞非稳态计算获得的阵风... 详细信息

将风速时程作为数值风洞的入口边界条件,采用非稳态计算方法,获得了世博轴索膜结构的表面风压时程。将该风压时程的统计平均值与采用稳态计算得到的平均风压做比较,验证了前者的准确性。分析结果表明:利用数值风洞非稳态计算获得的阵风系数将比现行《建筑结构荷载规范》中的数据更能反映脉动风的空间分布特性;由于风速模拟和数值风洞分别考虑了风荷载时间和空间的相关性,动力时程分析又包含了结构高阶振型的影响,将非稳态计算得到的风荷载时程直接加载到有限元模型上进行动力时程分析,与采用风振系数的等效静力风荷载方法相比,能较好地反映结构的实际风振情况。

关键词：膜结构数值风洞非稳态计算风振响应抗风设计

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世博轴索膜结构方案演变与结构参数分析

建筑结构学报 2010年第5期31卷 13-19页

作者：汪大绥卢旦李承铭华东建筑设计研究院有限公司上海200002 上海现代建筑设计(集团)有限公司上海200041

上海世博轴索膜结构的设计经历了多种方案的比选。以世博轴特大型张拉索膜结构的设计过程为主线,采用非线性有限元方法对该项目各种方案的结构响应进行计算。结构选型提出了无谷索方案、有谷索方案、重锤方案以及内桅杆方案,对比分析了... 详细信息

上海世博轴索膜结构的设计经历了多种方案的比选。以世博轴特大型张拉索膜结构的设计过程为主线,采用非线性有限元方法对该项目各种方案的结构响应进行计算。结构选型提出了无谷索方案、有谷索方案、重锤方案以及内桅杆方案,对比分析了四种方案结构的受力和变形特征,研究了世博轴索膜结构的受力性能变化与方案演变过程,确定结构最终方案为内桅杆体系。并依据自重、弹性模量、泊松比以及支承等因素对结构性能的影响进行了参数分析,分析结果表明:结构体系是影响系统力学性能的主要因素,弹性模量、泊松比等材料属性对结构的整体性能的影响很小;当膜面跨度较大或使用较重的膜材时,建议在找形阶段应考虑自重的影响;为避免计算假定与实际情况脱节,对于柔性支撑体系建议采用整体模型进行分析。

关键词：索膜结构有限元分析结构设计参数分析方案演变

欣普贝生用于足月妊娠胎膜早破引产的临床观察

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中国妇幼保健 2011年第31期26卷 4944-4945页

作者：卢旦江苏省常州市妇幼保健医院妇产科 213001

目的:观察欣普贝生用于足月妊娠胎膜早破促宫颈成熟及引产的有效性和安全性。方法:选择2009年1月～2010年1月常州市妇幼保健院38例足月妊娠胎膜早破的孕妇,所有孕妇产前阴道后穹窿放置1枚欣普贝生,分析用药前后宫颈Bishop评分、临产情... 详细信息

目的:观察欣普贝生用于足月妊娠胎膜早破促宫颈成熟及引产的有效性和安全性。方法:选择2009年1月～2010年1月常州市妇幼保健院38例足月妊娠胎膜早破的孕妇,所有孕妇产前阴道后穹窿放置1枚欣普贝生,分析用药前后宫颈Bishop评分、临产情况、催产效果、母儿并发症的发生率。结果:给药后促宫颈成熟有效率86.84%,显效率78.94%,引产成功率81.58%,剖宫产率23.68%,发生宫缩过强2例,发生率为5.26%,经及时处理后转归良好。结论:欣普贝生用于足月妊娠胎膜早破引产安全有效,不良反应小,对母儿无明显不良影响。

关键词：欣普贝生足月妊娠胎膜早破引产宫颈成熟