开口空间结构表面风压及周围风环境的数值模拟

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随着科技的进步和各种新型建筑材料的应用,造型各异的大跨空间结构和各式各样的开孔结构不断涌现。对于体型复杂的大跨度空间结构,风荷载是主要控制荷载之一。如何准确预测此类结构的风荷载对建筑和结构设计至关重要,而确定结构表面的风压分布是结构风荷载设计的关键。另一方面,随着人们环保意识和健康舒适理念的提高,建筑物周围的环境质量也越来越受到更多人的重视。本文将基于计算流体动力学(CFD)在实际工程的应用及空间结构的研究现状,以深圳福田交通综合枢纽换乘中心为工程背景,采用数值模拟方法研究开口空间结构风压的分布特性,在此基础上对其周围风环境进行评估。主要内容如下:  第一、二部分:在阅读大量文献及资料的基础上,探讨了国内外有关计算风工程的研究情况和风工程的一些基本概念,阐述了湍流绕流和CFD数值模拟的基本原理,对控制方程的离散格式、边界条件和数值迭代方法以及湍流模型等做了较详细的论述。  第三部分:利用Fluent软件对开口空间结构表面风压进行了数值模拟。考虑风向角、建筑宽厚比、开洞率和开洞位置的影响,模拟计算了不同工况下结构表面风压系数。并应用实体模型和简化模型对深圳市福田交通枢纽玻璃幕墙的表面风压进行计算,通过对比分析,总结了两种计算模型的模拟结果误差。  第四部分:根据数值模拟计算结果,结合风速比和相对舒适度评估准则,对开口空间结构行人风环境舒适性进行了评估,同时提出改善风环境的一些措施。
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