建筑风载及风环境的分层自适应数值模拟

提出一种充分反映建筑绕流风场特点的、适应于各种建筑物和建筑群的自适应多层次有限体积混合网格离散格式。该网格及其相应列式和数值模拟方法的建立，为研究不同建筑体型、建筑分布方式对建筑表面风载及周围风环境的作用和影响、研究相邻建筑物间的气动干扰提供了新的有效方法。可为工程设计与分析及风环境的优化等提供有应用价值的数据和结论。 2100433B

《风荷载的CFD数值模拟》可供建筑结构设计人员、建筑科学研究人员和高等院校土木工程专业的师生参考使用。

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顾磊和潘亮等编著的《风荷载的CFD数值模拟》以体育场和膜结构为例，详细介绍了用计算流体力学（CFD）数值模拟法来分析计算复杂体型大跨度空间结构的风荷栽体形系数方面的内容。全书共分3个部分：第1部分舍第1章，介绍了风荷栽标准值的计算、湍流特性和计算流体力学CFD基础理论；第2部分含第2章～第4章。进行了4种典型体型体育场罩棚风场的CFD模拟，归纳出风压系数取值图供设计选用，总结了罩棚风压分布规律，分析了罩棚倾角和连接开缝时风荷栽的影响，并以奥运网球中心为例进行了详细剖析；第3部分含第5章～第7章，分别是常见的单片膜结构以及它们的组合体的风荷载CFD模拟，归纳出风压系敷取值圈供设计选用，最后给出了两个复杂膜结构分析实例。

将综合运用数值模拟、风洞试验和现场实测方法，基于通用的计算流体动力学（CFD）和有限元商业软件平台，开展超高层建筑物的风荷载及风致流固耦合振动研究。首先，构建以脉动风和大涡模拟（LES）为核心、可并行计算的、高效率的流固耦合计算平台；然后，针对标准高层建筑模型的刚性模型进行数值模拟和测压试验研究，精确模拟平均和脉动风荷载；然后，采用流固耦合计算平台模拟标准高层建筑的气弹模型在不同折减风速下的位移，同风洞试验测振结果比较来验证该数值仿真平台研究流固耦合问题的可行性；最后，选择经常遭受强/台风的东南沿海某实际超高层建筑，将数值模拟得到结构响应和现场实测结果进行对比分析，给出该仿真平台应用于实际工程的合理化建议。本项目研究成果可为实际工程中超高层建筑的舒适性和结构抗风设计提供技术平台，同时可以应用于土木工程其它柔性结构或构件的流固耦合问题，具有重要的学术意义和广阔的工程应用前景。