Fluent在工程结构抗风实验教学中的应用
发布时间：2019-11-05 18:10
【摘要】：以一座实际的大跨度桥梁桥址区风场分析为例,介绍了计算流体动力学的工具软件Fluent在工程结构抗风实验教学中的应用。介绍了Fluent软件的特点和工程结构抗风分析所需的调查资料,阐述了基于Fluent软件的地形模型建模与数值计算,分析了风场计算结果,并利用Fluent软件的可视化功能对风场结果进行了解释。在该实验建模过程中,学生的动手能力、创新意识和创新能力得到提高。
【图文】：
分应越密。为了满足壁面边界上的流动条件，第一层贴壁网格的高度不要过大，对于使用一般的壁面函数，ｙ＋值要满足３０＜ｙ＋＜３００的要求［１０］。对于目前的本科生而言，网格划分应结合一些初步理论及大量算例，这样才能保证网格划分质量。对于本文的桥址区地形模型算例，在大桥处，网格划分较密，到边界处逐渐变稀，以减少网格总量，提高计算速度。此外，在高度上，第一层网格较密，，为５ｍ。高度越高，网格逐渐变稀疏［１１］，最终划分的网格约２００万个（见图３）。图３计算区域网格划分示意图３．３边界条件的定义网格划分完成后，就要定义边界条件。在工程结构抗风中，常用的边界条件为壁面（ｗａｌｌ）条件、速度入口（ｖｅｌｏｃｉｔｙｉｎｌｅｔ）条件以及压力出口（ｐｒｅｓｓｕｒｅｏｕｔ）条件。其中壁面条件用于限定流体和固体区域，默认设置为无滑移边界条件，在本模型中可用于模拟地形的底面。速度入口条件用于定义流动进口处的速度等参数，在本模型中可用于模拟来流条件。压力出口条件用于定义流动出口的静压，在本模型中可用于模拟模型的出口条件。本模型的边界条件定义如图３所示，此时模拟来流方向垂直于桥轴线方向（风向几乎平行于桥位附近的河道，如图２所示）。３．４数值计算在进行数值计算之前，要针对研究对象预先布置相应的测点。对于本文的大跨度桥梁，为方便考察复杂地形桥址区的风特性，沿主梁轴向均匀布置９个风速观测点，同时在主梁１／４跨、跨中及３／４跨处沿高度方向布置若干个风速观测点，沿主梁分布和垂直主梁分布的各风速观测点的位置如图４所示，图中Ｈ为高程值，ｘ为主梁横坐标
ｕｅｎｔ高级应用与实例分析［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００８．［１２］李永乐，胡朋，蔡宪棠，等．紧邻高陡山体桥址区风特性数值模拟研究［Ｊ］．空气动力学学报，２０１１，２９（６）：j蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸停罚罚埃罚罚叮ㄉ辖拥冢保常芬常┲г闭莆胀焕嘞嗨铺庑偷慕獯稹Ｍü远婪止δ埽芄徽攵圆煌г备霾钜旎蕴猓⑶胰繁Ｃ棵г痹谙咛峤蛔饕岛罂梢约笆钡玫匠杉ǎㄊ纠迹玻⒄返慕馓獠街韬痛鸢福芨既贰⒖凸鄣胤从逞г倍灾兜氖导收莆涨榭觥Ｍ迹惭г碧峤皇跃砗笙低匙远婪纸赝迹常程岣咴谙咦饕档姆植惴旨叮侠砀慕萄Щ方冢停幔穑欤澹裕粒低程峁┝榛畹拇鹛馐奔洌芄患词逼婪帧⒖焖偕沙杉ǖァ＝淌梢酝ü∪〔煌嘈偷淖饕当嘀坪脱《ㄊ蕴猓悴煌慕萄Ы取⒉煌慕滩摹⒉煌慕萄е氐愫鸵螅⒛芗笆闭莆昭г逼绞弊饕低瓿汕榭觥⒍酱傺г毖埃⑾盅г毖肮残晕侍夂蠹笆钡髡萄В迪帧胺蠢∈健苯萄Щ疲蕴岣呖翁媒萄е柿坑凶呕庖濉２慰嘉南祝ǎ遥澹妫澹颍澹睿悖澹螅郏保莺螅跤衿迹盘溃龋冻獭⒒旌嫌朐谙哐扒碌拇笱Ы逃涓铮汗试谙呓逃芯勘ǜ妗队邮执笱А飞疃冉舛粒郏剩荩执冻探逃芯浚玻埃保担ǎ担海常保保郏玻菘坡薹蛩雇模鹨粒⒒郑海停幔穑欤迨笛榻坛蹋郏停荩⑽陌妫本夯倒ひ党霭嫔纾玻埃埃福郏常菡旁匣跣旅偶扑阆低常停幔穑欤褰坛蹋郏停荩戏剩褐泄蒲Ъ际醮笱С霭嫔纾玻埃埃罚
本文编号：2556287
【图文】：
分应越密。为了满足壁面边界上的流动条件，第一层贴壁网格的高度不要过大，对于使用一般的壁面函数，ｙ＋值要满足３０＜ｙ＋＜３００的要求［１０］。对于目前的本科生而言，网格划分应结合一些初步理论及大量算例，这样才能保证网格划分质量。对于本文的桥址区地形模型算例，在大桥处，网格划分较密，到边界处逐渐变稀，以减少网格总量，提高计算速度。此外，在高度上，第一层网格较密，，为５ｍ。高度越高，网格逐渐变稀疏［１１］，最终划分的网格约２００万个（见图３）。图３计算区域网格划分示意图３．３边界条件的定义网格划分完成后，就要定义边界条件。在工程结构抗风中，常用的边界条件为壁面（ｗａｌｌ）条件、速度入口（ｖｅｌｏｃｉｔｙｉｎｌｅｔ）条件以及压力出口（ｐｒｅｓｓｕｒｅｏｕｔ）条件。其中壁面条件用于限定流体和固体区域，默认设置为无滑移边界条件，在本模型中可用于模拟地形的底面。速度入口条件用于定义流动进口处的速度等参数，在本模型中可用于模拟来流条件。压力出口条件用于定义流动出口的静压，在本模型中可用于模拟模型的出口条件。本模型的边界条件定义如图３所示，此时模拟来流方向垂直于桥轴线方向（风向几乎平行于桥位附近的河道，如图２所示）。３．４数值计算在进行数值计算之前，要针对研究对象预先布置相应的测点。对于本文的大跨度桥梁，为方便考察复杂地形桥址区的风特性，沿主梁轴向均匀布置９个风速观测点，同时在主梁１／４跨、跨中及３／４跨处沿高度方向布置若干个风速观测点，沿主梁分布和垂直主梁分布的各风速观测点的位置如图４所示，图中Ｈ为高程值，ｘ为主梁横坐标
ｕｅｎｔ高级应用与实例分析［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００８．［１２］李永乐，胡朋，蔡宪棠，等．紧邻高陡山体桥址区风特性数值模拟研究［Ｊ］．空气动力学学报，２０１１，２９（６）：j蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸蚸停罚罚埃罚罚叮ㄉ辖拥冢保常芬常┲г闭莆胀焕嘞嗨铺庑偷慕獯稹Ｍü远婪止δ埽芄徽攵圆煌г备霾钜旎蕴猓⑶胰繁Ｃ棵г痹谙咛峤蛔饕岛罂梢约笆钡玫匠杉ǎㄊ纠迹玻⒄返慕馓獠街韬痛鸢福芨既贰⒖凸鄣胤从逞г倍灾兜氖导收莆涨榭觥Ｍ迹惭г碧峤皇跃砗笙低匙远婪纸赝迹常程岣咴谙咦饕档姆植惴旨叮侠砀慕萄Щ方冢停幔穑欤澹裕粒低程峁┝榛畹拇鹛馐奔洌芄患词逼婪帧⒖焖偕沙杉ǖァ＝淌梢酝ü∪〔煌嘈偷淖饕当嘀坪脱《ㄊ蕴猓悴煌慕萄Ы取⒉煌慕滩摹⒉煌慕萄е氐愫鸵螅⒛芗笆闭莆昭г逼绞弊饕低瓿汕榭觥⒍酱傺г毖埃⑾盅г毖肮残晕侍夂蠹笆钡髡萄В迪帧胺蠢∈健苯萄Щ疲蕴岣呖翁媒萄е柿坑凶呕庖濉２慰嘉南祝ǎ遥澹妫澹颍澹睿悖澹螅郏保莺螅跤衿迹盘溃龋冻獭⒒旌嫌朐谙哐扒碌拇笱Ы逃涓铮汗试谙呓逃芯勘ǜ妗队邮执笱А飞疃冉舛粒郏剩荩执冻探逃芯浚玻埃保担ǎ担海常保保郏玻菘坡薹蛩雇模鹨粒⒒郑海停幔穑欤迨笛榻坛蹋郏停荩⑽陌妫本夯倒ひ党霭嫔纾玻埃埃福郏常菡旁匣跣旅偶扑阆低常停幔穑欤褰坛蹋郏停荩戏剩褐泄蒲Ъ际醮笱С霭嫔纾玻埃埃罚
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