大跨度屋盖结构表面风压的数值模拟研究

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1、分类号:TU310710-2012128049硕士学位论文大跨度屋盖结构表面风压的数值模拟研究吕东阳导师姓名职称颜卫亨教授申请学位类别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2015年6月6日论文答辩日期2015年6月12日学位授予单位长安大学NumericalSimulationofWind-PressureontheSurfaceofLarge-SpanRoofStructureAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LvDongyangSupervisor：Prof.YanWe

2、ihengChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接

3、相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（涉密论文在解密后应遵守此规定）摘要大跨度屋盖结构对于风压的预测主要有风洞试验和数值模拟两种方法。风洞试验的周期较长、耗资巨大，而且建筑所在区域复杂的实际风剖面以及地理环境决定了风洞并不能完全精确的再现实际情况。随着计算机技术的发展和数值分析理论的完善，数值模拟预测风压的方法正逐渐得到越来越多研究人员的广泛青睐，其成本低、效率高的明显优点决定了该方法研究与应用的普遍。本文依据大气气流流动基本特性和计算流体动力学基本原理，以CAD和Gambit作为建模和网格划分的前处理软件，以Fluent

4、为模拟运算平台，对某航站楼屋面及周围流场的风压特性进行了多方面变参数模拟研究分析。通过对比风洞试验数据结果，确定了对此类大跨度屋盖结构数值模拟的网格划分方式、两种湍流模型、网格离散格式、边界条件以及收敛标准，并且采取了多次取值求平均值的方法以提高精确度。在此基础上，探讨了不同的风向角、不同的风速、地貌类型等对模型表面风压分布和体型系数的影响，分析产生影响的各种原因并得出屋面和屋檐等不同分区的最不利风向角，为类似的大跨度屋盖结构建筑形式的数值模拟和抗风设计提供参考。关键词：大跨度屋盖结构，结构风工程，数值模拟，湍流模型，体型系数iAbs

5、tractThemainmethodstoforecastwindpressureoflarge-spanroofstructurearewindtunneltestandnumericalsimulation.Windtunneltestlongercycleandcostly,andtheactualcomplexwindprofileoftheterminalareaandgeographicalenvironmentdeterminesthewindtunnelcannotsimulatetheactualsituatione

6、ntirelyaccurately.Withthedevelopmentofcomputertechnologyandtheimprovementofthenumericalanalysistheory,thenumericalsimulationmethodofwindpressurepredictionisgraduallygettingmoreandmoreresearchers’widefavors.Itsobviousadvantagesoflowcostandhighefficiencydeterminethescopea

7、nddepthoftheresearchandapplicationofthismethodiscontinuouslywidenandtheimmeasurablepotentialfordevelopment.Thispaper,basedontheatmosphericturbulenceflowbasiccharacteristicsandthebasicprincipleofcomputationalfluiddynamics,givesthewindpressureoftheterminalroofandthesurrou

8、ndingenvironmentavariousvariableparametersimulationstudyinmanyaspectswithCADandGambitaspreliminarytreatmentsof