大跨裙摆屋盖脉动风荷载特性数值模拟研究
发布时间：2021-07-01 20:50
以苏州太平金融中心大跨裙摆屋盖为对象,采用LES大涡模拟方法,模拟并分析屋盖表面脉动风压分布特性、脉动风压谱,以及脉动风压空间相干性等。结果表明:屋盖风压能量集中于迎风状态的低频部分,屋盖主体与主楼连接位置的角部区域在锥形涡的作用下会出现脉动风压增大现象;测点间脉动风压相干性随着频率及测点间空间距离的增大而减小,在高频处,其相干函数衰减到0.2以下,可近似认为不相干。
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(05)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
0°风向角屋盖上下表Fig.5Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficien(a)
1968应用力学学报第37卷稳；屋盖主体裙房上方区域除与南侧飘带连接部分风压值略大外，其余区域脉动风压均方根较小且变化梯度不大，脉动风压均方根值介于0.05~0.15之间；屋盖与主楼连接处靠近两侧角部位置存在脉动风压相对较大的区域，其均方根最大值达到0.40左右。对于裙摆屋盖下表面，南侧飘带部分的脉动风压略比上表面的大，其脉动风压均方根值达到0.35左右，但变化梯度较校(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图50°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.5Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder0°winddirectionangle(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图645°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.6Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder45°winddirectionangle(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图790°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.7Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder90°winddirectionangle4.2脉动风压功率谱特性功率谱可以描述频率上随机信号的分布[14-15]，反映在单位频段上信号功率的大校对测点风压时程进行傅里叶变换，可得风压时程功率谱密度，即2()=2()edfSf(9)式中：12tt；为自相关函数。由于20S(f)df(2为方差，均值为零时，方差等于均方值)，故也可通过功率谱值来反映不同频段上的风压信号对脉动风压的贡献大校在屋盖表面设置风压
1968应用力学学报第37卷稳；屋盖主体裙房上方区域除与南侧飘带连接部分风压值略大外，其余区域脉动风压均方根较小且变化梯度不大，脉动风压均方根值介于0.05~0.15之间；屋盖与主楼连接处靠近两侧角部位置存在脉动风压相对较大的区域，其均方根最大值达到0.40左右。对于裙摆屋盖下表面，南侧飘带部分的脉动风压略比上表面的大，其脉动风压均方根值达到0.35左右，但变化梯度较校(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图50°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.5Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder0°winddirectionangle(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图645°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.6Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder45°winddirectionangle(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图790°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.7Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder90°winddirectionangle4.2脉动风压功率谱特性功率谱可以描述频率上随机信号的分布[14-15]，反映在单位频段上信号功率的大校对测点风压时程进行傅里叶变换，可得风压时程功率谱密度，即2()=2()edfSf(9)式中：12tt；为自相关函数。由于20S(f)df(2为方差，均值为零时，方差等于均方值)，故也可通过功率谱值来反映不同频段上的风压信号对脉动风压的贡献大校在屋盖表面设置风压
【参考文献】：
期刊论文
[1]大跨屋盖表面局部体型系数和峰值风压研究[J]. 叶继红,孙虎跃. 建筑结构学报. 2018(10)
[2]平滑流场内半圆球形大跨屋盖非定常绕流大涡模拟[J]. 郑德乾,郑启明,顾明. 建筑结构学报. 2016(S1)
[3]大跨屋盖结构风致背景响应和共振响应实用组合方法[J]. 李玉学,杨庆山,田玉基,向敏. 振动与冲击. 2014(19)
[4]大跨屋盖风荷载的频域特性试验研究[J]. 陈伏彬,李秋胜,傅继阳,谢壮宁. 振动与冲击. 2012(05)
[5]大涡模拟理论及其应用综述[J]. 王玲玲. 河海大学学报(自然科学版). 2004(03)
[6]湍流大涡数值模拟进展[J]. 崔桂香,许春晓,张兆顺. 空气动力学学报. 2004(02)
[7]用任意拉格朗日——欧拉方法求解流体力学方程组[J]. 王东红,王岩青,戴嘉尊. 南京航空航天大学学报. 2003(05)
博士论文
[1]低矮房屋风载特性的实测及风洞试验研究[D]. 戴益民.湖南大学 2010
硕士论文
[1]大跨度球壳屋盖结构风荷载特性风洞试验研究[D]. 赵强.石家庄铁道大学 2016
本文编号：3259847
【文章来源】：应用力学学报. 2020,37(05)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
0°风向角屋盖上下表Fig.5Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficien(a)
1968应用力学学报第37卷稳；屋盖主体裙房上方区域除与南侧飘带连接部分风压值略大外，其余区域脉动风压均方根较小且变化梯度不大，脉动风压均方根值介于0.05~0.15之间；屋盖与主楼连接处靠近两侧角部位置存在脉动风压相对较大的区域，其均方根最大值达到0.40左右。对于裙摆屋盖下表面，南侧飘带部分的脉动风压略比上表面的大，其脉动风压均方根值达到0.35左右，但变化梯度较校(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图50°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.5Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder0°winddirectionangle(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图645°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.6Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder45°winddirectionangle(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图790°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.7Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder90°winddirectionangle4.2脉动风压功率谱特性功率谱可以描述频率上随机信号的分布[14-15]，反映在单位频段上信号功率的大校对测点风压时程进行傅里叶变换，可得风压时程功率谱密度，即2()=2()edfSf(9)式中：12tt；为自相关函数。由于20S(f)df(2为方差，均值为零时，方差等于均方值)，故也可通过功率谱值来反映不同频段上的风压信号对脉动风压的贡献大校在屋盖表面设置风压
1968应用力学学报第37卷稳；屋盖主体裙房上方区域除与南侧飘带连接部分风压值略大外，其余区域脉动风压均方根较小且变化梯度不大，脉动风压均方根值介于0.05~0.15之间；屋盖与主楼连接处靠近两侧角部位置存在脉动风压相对较大的区域，其均方根最大值达到0.40左右。对于裙摆屋盖下表面，南侧飘带部分的脉动风压略比上表面的大，其脉动风压均方根值达到0.35左右，但变化梯度较校(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图50°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.5Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder0°winddirectionangle(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图645°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.6Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder45°winddirectionangle(a)上表面(uppersurface)(b)下表面(undersurface)图790°风向角屋盖上下表面脉动风压系数均方根云图Fig.7Rootmeansquarediagramoffluctuatingwindpressurecoefficientsontheupperandundersurfacesofroofunder90°winddirectionangle4.2脉动风压功率谱特性功率谱可以描述频率上随机信号的分布[14-15]，反映在单位频段上信号功率的大校对测点风压时程进行傅里叶变换，可得风压时程功率谱密度，即2()=2()edfSf(9)式中：12tt；为自相关函数。由于20S(f)df(2为方差，均值为零时，方差等于均方值)，故也可通过功率谱值来反映不同频段上的风压信号对脉动风压的贡献大校在屋盖表面设置风压
【参考文献】：
期刊论文
[1]大跨屋盖表面局部体型系数和峰值风压研究[J]. 叶继红,孙虎跃. 建筑结构学报. 2018(10)
[2]平滑流场内半圆球形大跨屋盖非定常绕流大涡模拟[J]. 郑德乾,郑启明,顾明. 建筑结构学报. 2016(S1)
[3]大跨屋盖结构风致背景响应和共振响应实用组合方法[J]. 李玉学,杨庆山,田玉基,向敏. 振动与冲击. 2014(19)
[4]大跨屋盖风荷载的频域特性试验研究[J]. 陈伏彬,李秋胜,傅继阳,谢壮宁. 振动与冲击. 2012(05)
[5]大涡模拟理论及其应用综述[J]. 王玲玲. 河海大学学报(自然科学版). 2004(03)
[6]湍流大涡数值模拟进展[J]. 崔桂香,许春晓,张兆顺. 空气动力学学报. 2004(02)
[7]用任意拉格朗日——欧拉方法求解流体力学方程组[J]. 王东红,王岩青,戴嘉尊. 南京航空航天大学学报. 2003(05)
博士论文
[1]低矮房屋风载特性的实测及风洞试验研究[D]. 戴益民.湖南大学 2010
硕士论文
[1]大跨度球壳屋盖结构风荷载特性风洞试验研究[D]. 赵强.石家庄铁道大学 2016
本文编号：3259847
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