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更新時(shí)間：2025.04.12
改進(jìn)大渦模擬方法及其在建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)場(chǎng)模擬中的應(yīng)用

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掌握結(jié)構(gòu)周圍風(fēng)場(chǎng)及其特性,是開(kāi)展建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。結(jié)合流線迎風(fēng)Petrov-Galerkin(SUPG)穩(wěn)定化方法和三步流體有限元方法,提出一種適用于模擬結(jié)構(gòu)周圍風(fēng)場(chǎng)的高雷諾數(shù)風(fēng)流動(dòng)的大渦模擬方法(LES)。將亞格子運(yùn)動(dòng)方程弱解形式與SUPG穩(wěn)定項(xiàng)相結(jié)合進(jìn)行有限元空間離散,對(duì)時(shí)間離散采用高精度的顯式三步有限元方法,壓力場(chǎng)通過(guò)求解泊松方程得到。結(jié)合節(jié)點(diǎn)濾波函數(shù)和廣義箱式濾波函數(shù),發(fā)展了一種基于非結(jié)構(gòu)化有限元網(wǎng)格的簡(jiǎn)潔、快速的空間濾波技術(shù),該技術(shù)可使動(dòng)態(tài)亞格子模型(DSGS)計(jì)算時(shí)儲(chǔ)存量低且計(jì)算量小。所提方法可對(duì)建筑結(jié)構(gòu)周圍風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行穩(wěn)定、快速和精確的數(shù)值模擬,是分析結(jié)構(gòu)周圍風(fēng)場(chǎng)特性和結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的有效工具。算例中,應(yīng)用建設(shè)的動(dòng)態(tài)亞格子模型(DSGS)模擬立方體建筑周圍風(fēng)場(chǎng)(雷諾數(shù)為420 000),并對(duì)平均風(fēng)場(chǎng)和瞬時(shí)風(fēng)場(chǎng)在流線、速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和渦量場(chǎng)等方面進(jìn)行了分析,詳細(xì)闡明了建筑物表面(三維)大尺度渦結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)數(shù)值可視化。

風(fēng)場(chǎng)模擬對(duì)高層建筑群環(huán)境評(píng)價(jià)的影響

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高層建筑群對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)有著明顯的阻礙作用,這樣一種阻礙作用一方面是通過(guò)引起局部地區(qū)風(fēng)場(chǎng)變化表現(xiàn)出來(lái)的,另一方面則是通過(guò)風(fēng)速與風(fēng)壓在建筑物周邊形成的漩渦表現(xiàn)出來(lái)的,這樣一些變化都會(huì)在一定程度上影響到人們的正?；顒?dòng)。在本文當(dāng)中采用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)高層建筑群風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行模擬,并結(jié)合實(shí)際情況來(lái)分析其對(duì)環(huán)境評(píng)價(jià)的影響。

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