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计算风工程中基于k-ε系列湍流模型的数值风场

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水动力学研究与进展（A辑） 2010年第4期25卷 475-483页

作者：方平治顾明谈建国中国气象局上海台风研究所上海200030 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

以同济大学TJ-2风洞模拟的缩尺比为1:300的B类风场为来流边界条件,通过调整湍流模型常数和物理粗糙高度,详细讨论了基于标准k-ε湍流模型的大气边界层的数值模拟方法。作为数值模拟方法的应用,结合作者提出的修正的壁面函数,基于标准k-... 详细信息

以同济大学TJ-2风洞模拟的缩尺比为1:300的B类风场为来流边界条件,通过调整湍流模型常数和物理粗糙高度,详细讨论了基于标准k-ε湍流模型的大气边界层的数值模拟方法。作为数值模拟方法的应用,结合作者提出的修正的壁面函数,基于标准k-ε湍流模型、MMKk-ε湍流模型和Realizablek-ε湍流模型,给出了B类和D类数值风场。数值模拟结果表明:对于粗糙度比较小的风场,现有的标准壁面函数可以实现大气边界层的模拟;而对于粗糙度比较大的风场,采用修正的壁面函数可以获得更好的结果。数值风场基本满足现行的建筑结构荷载规范关于平均风速和湍流强度的规定。

关键词： k-ε湍流模型计算风工程壁面函数大气边界层

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计算风工程入口湍流条件改进与分离涡模拟

计算风工程入口湍流条件改进与分离涡模拟

作者：曾锴同济大学

学位级别：硕士

随着数值模拟技术在风工程中广泛应用，计算风工程的求解精度越来越受到重视。本文针对SSTk-ω模型，对大气边界层自保持性进行了更深一步的研究，详细考察了不同入口边界条件设置对钝体绕流计算结果的影响，提出了入口湍流风剖面自保... 详细信息

随着数值模拟技术在风工程中广泛应用，计算风工程的求解精度越来越受到重视。本文针对SSTk-ω模型，对大气边界层自保持性进行了更深一步的研究，详细考察了不同入口边界条件设置对钝体绕流计算结果的影响，提出了入口湍流风剖面自保持的方法和表达式。同时探索了DES方法在钝体绕流中的瞬态数值模拟，在现有计算条件下，给出了对于求解高雷诺数下钝体绕流问题的有益结论与建议。本文主要进行的工作如下：1、针对SSTk-ω模型，从湍流模型近似解和涡粘性两方面入手解决入口剖面的保持性，不但对入口处输入的平均风剖面，而且对于湍流风剖面也能很好地得到保持。这一来流自然风流场问题的解决是详细考察入口边界条件对数值模拟结果精度影响的基础。2、选用6m方块模型和双坡屋面Silsoe模型考察了多种入口边界条件对钝体绕流求解精度的影响，并与全尺度模型实测结果进行了比较，可看出入口剖面保持性的实现可以有效地提高SSTk-ω模型对钝体绕流计算结果的精度。入口的湍流强度和模型参数的设置对分离区结果有明显的影响，因此在工程应用中需要注意入口边界输入和参数设置的准确性。3、由于大涡模拟(LES)方法在工程应用方面的局限性，分离涡方法(DES)综合了RANS和LES两种方法各自的优点，是一种高效的瞬态计算方法。DES方法有效的解决了LES方法中处理边界条件的困难，极大地降低了计算代价。本文对雷诺数为22000的方柱绕流问题分别进行了URANS和DES模拟，DES方法能够较好的捕捉流场中的小尺度旋涡，并取得了与试验数据相符的计算结果，为DES方法在计算风工程中的应用作了初步探索。

关键词：计算风工程大气边界层 SST k-ω模型涡粘性入口边界条件分离涡模拟

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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计算风工程在山区风环境的应用和研究

低碳世界 2016年第30期6卷 142-144页

作者：刘思为广东省建筑设计研究院广东广州510010

与沿海和平原地区风特性相比,山区峡谷有阵风强烈,湍流强度大等特点。本文基于FLUENT软件平台建立了刘家峡大桥桥址处区风场模型,对其周围复杂的风环境进行了数值模拟,计算出了刘家峡大桥各测点的风速及风向角,对刘家峡大桥桥址区的风... 详细信息

与沿海和平原地区风特性相比,山区峡谷有阵风强烈,湍流强度大等特点。本文基于FLUENT软件平台建立了刘家峡大桥桥址处区风场模型,对其周围复杂的风环境进行了数值模拟,计算出了刘家峡大桥各测点的风速及风向角,对刘家峡大桥桥址区的风特性进行较为系统的研究,初步确定了刘家峡大桥设计的相关风特性参数。

关键词：计算风工程数值模拟山区风环境

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计算风工程中的网格技术对比研究

土木建筑工程信息技术 2015年第2期7卷 80-83页

作者：康忠良方媛媛中国建筑科学研究院建研科技股份有限公司北京100013 北京市燃气集团研究院北京100011

通过对比风工程数值模拟中可供选择的各种网格技术,深入分析了几种网格各自的特点。结构网格与非结构网格的优缺点基本是对立互补的,混合网格技术代表了当前和未来网格技术的主要发展趋势。自适应笛卡尔网格自动化程度高,对于各向同性... 详细信息

通过对比风工程数值模拟中可供选择的各种网格技术,深入分析了几种网格各自的特点。结构网格与非结构网格的优缺点基本是对立互补的,混合网格技术代表了当前和未来网格技术的主要发展趋势。自适应笛卡尔网格自动化程度高,对于各向同性流动问题极具优势。由于目前从事计算风工程的专业人员网格生成能力较差,自适应笛卡尔网格特别适合于风工程的低速复杂湍流问题的模拟。

关键词：计算风工程网格技术自适应笛卡尔网格

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大型体育场悬挑屋盖计算风工程设计研究

大型体育场悬挑屋盖计算风工程设计研究

第四届全国现代结构工程学术研讨会

作者：林颖儒徐晓明林高黄本才上海建筑设计研究院

计算风工程（CWE）最重要的效益就是在大型体育场悬挑屋盖的方案设计阶段能为方案优化提供保证,保证选定的方案是先进,安全而又经济的。计算风工程分析能为广大的设计人员提供一个简便的,可靠的,行之有效的大型体育场悬挑屋盖风荷载的... 详细信息

计算风工程（CWE）最重要的效益就是在大型体育场悬挑屋盖的方案设计阶段能为方案优化提供保证,保证选定的方案是先进,安全而又经济的。计算风工程分析能为广大的设计人员提供一个简便的,可靠的,行之有效的大型体育场悬挑屋盖风荷载的决定方法。计算风工程分析方法符合现代设计方法的要求,这是向数字化和仿真化方向的迈进。

关键词：计算风工程风洞试验数字风洞

来源： cnki会议评论

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计算流体力学在风工程中的应用

计算流体力学在风工程中的应用

风工程数值模拟中平衡大气边界层的研究与应用

第十四届全国结构风工程学术会议

作者：曹曙阳同济大学土木工程防灾国家重点实验室

随着流体计算方法的不断改进和湍流模型的进一步完善,特别是近年由于CPU计算速度的飞跃性增长和内存能力的持续增强,计算流体力学在风工程中得到了大量应用。本文对差分法的计算特点以及存在的问题,特别是应用于结构风工程计算时的注意... 详细信息

随着流体计算方法的不断改进和湍流模型的进一步完善,特别是近年由于CPU计算速度的飞跃性增长和内存能力的持续增强,计算流体力学在风工程中得到了大量应用。本文对差分法的计算特点以及存在的问题,特别是应用于结构风工程计算时的注意事项进行了详细的阐述。在说明计算风工程的现状和计算风工程中的关键问题的同时对计算风工程的发展方向和前景进行了分析。作为计算流体力学在风工程中的应用实例,本文对基于GIS数据建立的丘陵地带和大都市的计算模型进行了LES计算,并就计算结果与解析分析结果进行了比较。

关键词：计算流体力学计算风工程风荷载 LES 数值解析方法

来源： cnki会议评论

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土木工程学报 2007年第2期40卷 1-5页

作者：杨伟金新阳顾明陈素琴中国建筑科学研究院北京100013 同济大学上海200092

基于RANS方法构造满足水平均匀性的自保持平衡大气边界层是计算风工程中一个非常重要但尚未得到很好的解释和解决、同时也经常被忽略的前提问题。本文从描述湍流流动的模型方程角度对这个问题进行了研究。首先基于湍流平衡假设,从两方... 详细信息

基于RANS方法构造满足水平均匀性的自保持平衡大气边界层是计算风工程中一个非常重要但尚未得到很好的解释和解决、同时也经常被忽略的前提问题。本文从描述湍流流动的模型方程角度对这个问题进行了研究。首先基于湍流平衡假设,从两方程标准k-ε模型导出一类近似满足大气边界层自保持要求的湍流来流边界条件;接着将本文建议的此类边界条件运用到模拟钝体建筑结构分离流动具有较好适用性的SST k-ω湍流模型中,通过数值风洞模拟对比算例,验证了作者提出的边界条件在构造自保持平衡边界层中的适用性。通过本文的理论和数值研究,一方面对研究平衡大气边界层的模拟问题提供了一种新的方法,另一方面也为风工程数值模拟提供了一类新的适用的来流湍流边界条件,将对增进计算风工程中模拟平衡边界层的理解有所帮助,因此具有理论和实用价值。

关键词：计算风工程平衡大气边界层标准k-ε模型 SST k-ω模型

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CFD软件及其在建筑风工程中的应用

工业建筑 2008年第z1期38卷 328-332,378页

作者：王彬杨庆山北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

简单介绍了计算流体动力学(CFD)方法的主要功能以及几种大型通用CFD商业软件的发展概况和主要性能。给出了CFD软件在建筑设计、结构抗风和流固耦合方面的应用实例,说明了CFD软件在计算风工程中应用的优越性以及有待于进一步研究的问题。

关键词：计算流体动力学数值模拟计算风工程风压系数流固耦合

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温州机场新航站楼工程风荷载数值模拟研究

建筑结构 2007年第8期37卷 100-103,107页

作者：杨伟金海金新阳陈岱林王增春熊宏钧中国建筑科学研究院北京100013 民航新时代机场设计研究院有限公司上海分公司 200335

以温州机场新航站楼工程为背景,通过在数值模拟平台上建立数值风洞模型,对工程在考虑临近建筑干扰的工况下的平均风荷载进行了数值模拟仿真。在数值风洞模型中,着重对自保持平衡大气边界层的模拟进行了仔细考察。在基于提出的新的湍流... 详细信息

以温州机场新航站楼工程为背景,通过在数值模拟平台上建立数值风洞模型,对工程在考虑临近建筑干扰的工况下的平均风荷载进行了数值模拟仿真。在数值风洞模型中,着重对自保持平衡大气边界层的模拟进行了仔细考察。在基于提出的新的湍流来流边界条件下,对所使用的SSTk-ω湍流模型中的参数以及地面边界的粗糙度参数进行适当选取,使得这一计算风工程数值模拟中非常重要但同时难以解决的前提问题得到很好解决,从而避免了由于边界层的不恰当模拟引入的误差。对影响钝体绕流计算结果的重要因素诸如计算域构造、网格离散、湍流封闭模型、对流项离散格式等进行了仔细选取,从而提高了数值模拟的精度。

关键词：计算风工程平衡大气边界层 SSTk-ω 模型大跨屋盖结构风载体型系数