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更新時間：2025.06.07
改進大渦模擬方法及其在建筑結(jié)構(gòu)風場模擬中的應用

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掌握結(jié)構(gòu)周圍風場及其特性,是開展建筑結(jié)構(gòu)抗風設計的基礎。結(jié)合流線迎風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)周圍風場的高雷諾數(shù)風流動的大渦模擬方法(LES)。將亞格子運動方程弱解形式與SUPG穩(wěn)定項相結(jié)合進行有限元空間離散,對時間離散采用高精度的顯式三步有限元方法,壓力場通過求解泊松方程得到。結(jié)合節(jié)點濾波函數(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)格的簡潔、快速的空間濾波技術(shù),該技術(shù)可使動態(tài)亞格子模型(DSGS)計算時儲存量低且計算量小。所提方法可對建筑結(jié)構(gòu)周圍風場進行穩(wěn)定、快速和精確的數(shù)值模擬,是分析結(jié)構(gòu)周圍風場特性和結(jié)構(gòu)風荷載的有效工具。算例中,應用建設的動態(tài)亞格子模型(DSGS)模擬立方體建筑周圍風場(雷諾數(shù)為420 000),并對平均風場和瞬時風場在流線、速度場、壓力場和渦量場等方面進行了分析,詳細闡明了建筑物表面(三維)大尺度渦結(jié)構(gòu)并實現(xiàn)數(shù)值可視化。

風場模擬對高層建筑群環(huán)境評價的影響

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高層建筑群對大氣運動有著明顯的阻礙作用,這樣一種阻礙作用一方面是通過引起局部地區(qū)風場變化表現(xiàn)出來的,另一方面則是通過風速與風壓在建筑物周邊形成的漩渦表現(xiàn)出來的,這樣一些變化都會在一定程度上影響到人們的正?；顒?。在本文當中采用計算機軟件對高層建筑群風場進行模擬,并結(jié)合實際情況來分析其對環(huán)境評價的影響。

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