湍流积分尺度对高层建筑风压分布及风致响应影响研究
发布时间：2021-01-14 16:32
风荷载是高层建筑的主要侧向荷载,且来流大气边界层风场特性对高层建筑结构表面风压分布特性及风致响应影响较大,其中来流风的湍流特性对结构的风荷载效应影响巨大,而目前试验模拟大缩尺比高层建筑时,总出现湍流积分尺度模拟较小的情况。因此,本文研究高层建筑风压分布特性及风致响应受湍流积分尺度的影响规律,为高层建筑设计提供参考。本文以高层建筑国际标准模型（CAARC）为研究对象,采用刚体测压试验和数值模拟进行高层建筑表面风压分布特性和风致响应分析,主要研究内容如下:基于现有风洞实验室试验条件,设计并制作了便捷可调多斜率梯形尖劈,模拟了大气边界层风场,通过风洞测压试验对高层建筑标准模型（CAARC）表面风压进行研究分析,测压试验结果与国际标准较为相符。基于FLUENT流体计算软件,采用大涡模拟方法对高层建筑标准模型进行数值计算,风洞试验结果有效地验证数值模拟方法的准确性。研究不同湍流积分尺度风场对高层建筑结构表面风压分布特性的影响,并利用数值模拟流场完整的优势来研究高层建筑周围的流场特性。为研究湍流积分尺度对风致响应的影响,建立了数值模拟相对应的高层建筑结构有限元模型。通过对ANSYS有限元模型进行时...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-2日本多风扇风洞射流装置
u300300L 。1.4 大气边界层模拟方法1.4.1 实验模拟自然形成法是使气流流体通过 20 m~30 m 长度的均匀粗糙壁，自然形成厚度为 0.5 m~1.0 m 大气边界层，能够较好模拟所需的大气湍流边界层。人工形成法是当前主流的大气边界层模拟方法，并按照有无湍流的主动控制构件可分为被动方法和主动方法两大类，这两种方法的根本差异在于有无外加能量的输入，接下来对这两种方法进行介绍。（1）主动模拟主动模拟方法是在来流风场入口处安装可控制的驱动翼栅、射流等主动装置，向流场中注入能量，在一定程度上改善湍流度剖面和湍流积分尺度的模拟。主动模拟技术也具有许多缺点，例如需要使用的主动控制装备造价较高，而且产生满意的风场十分困难，因此在实践中应用较少。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文风洞设计可控制的振动尖劈[7]，将铰链进行连接，执行运动的装置控。通过振动尖劈的沿顺风向往复运的外加能量，使振动尖劈模拟的湍运动对流场的扰动两部分组成。多风扇风洞射流装置[8]，如图 1-2控制风洞，其特点是可以通过多段面的基础上，根据湍流积分尺度输
【参考文献】：
期刊论文
[1]紊流风特性参数对矩形结构表面平均风荷载的影响[J]. 白桦,回城玉,刘健新. 建筑科学与工程学报. 2017(06)
[2]格栅紊流风特性参数模拟规律研究[J]. 白桦,何晗欣,刘健新,赵国辉,高亮. 振动与冲击. 2016(22)
[3]紊流积分尺度对桥梁颤振导数影响的试验研究[J]. 李春光,张记,陈政清. 公路交通科技. 2016(11)
[4]格栅湍流场风参数沿风洞轴向变化规律[J]. 严磊,朱乐东. 实验流体力学. 2015(01)
[5]积分尺度和风速谱对桥梁抖振响应影响分析[J]. 李利孝,肖仪清,胡钢,焦丽娜. 哈尔滨工业大学学报. 2012(12)
[6]大缩尺比气弹模型风洞试验紊流积分尺度修正[J]. 华旭刚,陈政清,杨靖波,何文飞,牛华伟. 建筑结构学报. 2010(10)
[7]紊流积分尺度对桥梁抖振响应作用效应分析[J]. 周玉芬,赵林,葛耀君. 振动与冲击. 2010(08)
[8]大气边界层风洞流场特性的模拟[J]. 石碧青,洪海波,谢壮宁,倪振华. 空气动力学学报. 2007(03)
[9]典型超高层建筑风荷载幅值特性研究[J]. 顾明,叶丰,张建国. 建筑结构学报. 2006(01)
[10]Davenport谱中系数K的计算公式及其工程应用[J]. 王修琼,崔剑峰. 同济大学学报(自然科学版). 2002(07)
博士论文
[1]湍流对高层建筑风效应影响的风洞试验研究[D]. 苏万林.湖南大学 2017
[2]城市中心边界层风特性及超高层建筑动力响应研究[D]. 郅伦海.湖南大学 2011
[3]矩形截面超高层建筑风荷载雷诺数效应的风洞试验研究[D]. 陈寅.武汉大学 2010
[4]沿海和山区强风特性的观测分析与风洞模拟研究[D]. 庞加斌.同济大学 2006
[5]大跨屋面风荷载及其风振响应研究[D]. 吴太成.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]大气边界层风场的风洞模拟[D]. 冀哲.北京交通大学 2013
[2]高湍流度风场下群体高层建筑风荷载特性的研究[D]. 洪海波.汕头大学 2006
本文编号：2977177
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-2日本多风扇风洞射流装置
u300300L 。1.4 大气边界层模拟方法1.4.1 实验模拟自然形成法是使气流流体通过 20 m~30 m 长度的均匀粗糙壁，自然形成厚度为 0.5 m~1.0 m 大气边界层，能够较好模拟所需的大气湍流边界层。人工形成法是当前主流的大气边界层模拟方法，并按照有无湍流的主动控制构件可分为被动方法和主动方法两大类，这两种方法的根本差异在于有无外加能量的输入，接下来对这两种方法进行介绍。（1）主动模拟主动模拟方法是在来流风场入口处安装可控制的驱动翼栅、射流等主动装置，向流场中注入能量，在一定程度上改善湍流度剖面和湍流积分尺度的模拟。主动模拟技术也具有许多缺点，例如需要使用的主动控制装备造价较高，而且产生满意的风场十分困难，因此在实践中应用较少。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文风洞设计可控制的振动尖劈[7]，将铰链进行连接，执行运动的装置控。通过振动尖劈的沿顺风向往复运的外加能量，使振动尖劈模拟的湍运动对流场的扰动两部分组成。多风扇风洞射流装置[8]，如图 1-2控制风洞，其特点是可以通过多段面的基础上，根据湍流积分尺度输
【参考文献】：
期刊论文
[1]紊流风特性参数对矩形结构表面平均风荷载的影响[J]. 白桦,回城玉,刘健新. 建筑科学与工程学报. 2017(06)
[2]格栅紊流风特性参数模拟规律研究[J]. 白桦,何晗欣,刘健新,赵国辉,高亮. 振动与冲击. 2016(22)
[3]紊流积分尺度对桥梁颤振导数影响的试验研究[J]. 李春光,张记,陈政清. 公路交通科技. 2016(11)
[4]格栅湍流场风参数沿风洞轴向变化规律[J]. 严磊,朱乐东. 实验流体力学. 2015(01)
[5]积分尺度和风速谱对桥梁抖振响应影响分析[J]. 李利孝,肖仪清,胡钢,焦丽娜. 哈尔滨工业大学学报. 2012(12)
[6]大缩尺比气弹模型风洞试验紊流积分尺度修正[J]. 华旭刚,陈政清,杨靖波,何文飞,牛华伟. 建筑结构学报. 2010(10)
[7]紊流积分尺度对桥梁抖振响应作用效应分析[J]. 周玉芬,赵林,葛耀君. 振动与冲击. 2010(08)
[8]大气边界层风洞流场特性的模拟[J]. 石碧青,洪海波,谢壮宁,倪振华. 空气动力学学报. 2007(03)
[9]典型超高层建筑风荷载幅值特性研究[J]. 顾明,叶丰,张建国. 建筑结构学报. 2006(01)
[10]Davenport谱中系数K的计算公式及其工程应用[J]. 王修琼,崔剑峰. 同济大学学报(自然科学版). 2002(07)
博士论文
[1]湍流对高层建筑风效应影响的风洞试验研究[D]. 苏万林.湖南大学 2017
[2]城市中心边界层风特性及超高层建筑动力响应研究[D]. 郅伦海.湖南大学 2011
[3]矩形截面超高层建筑风荷载雷诺数效应的风洞试验研究[D]. 陈寅.武汉大学 2010
[4]沿海和山区强风特性的观测分析与风洞模拟研究[D]. 庞加斌.同济大学 2006
[5]大跨屋面风荷载及其风振响应研究[D]. 吴太成.西南交通大学 2005
硕士论文
[1]大气边界层风场的风洞模拟[D]. 冀哲.北京交通大学 2013
[2]高湍流度风场下群体高层建筑风荷载特性的研究[D]. 洪海波.汕头大学 2006
本文编号：2977177
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