轻型可移动双坡屋面建筑群表面风压特征研究

发布时间：2021-05-20 15:48

　　轻型可移动低矮建筑群在救灾、临时住房及军队野营等方面有着广泛的应用，其质轻体柔及成群布置的特点决定风荷载成为该类房屋的控制荷载。然而目前的研究主要集中在单体建筑，对于群体研究不多。因此研究与探讨这类建筑群的风压分布及建筑间的干扰效应可为轻型可移动低矮建筑群的临时场所规划、减少风干扰效应及单体建筑抗风设计提供理论依据。本文主要采用数值模拟的方法，针对轻型可移动双坡屋面房屋在群体布置时进行研究，探讨其表面风压分布特征及房屋周围风环境，研究成果可供实际工程应用，同时也为低矮建筑群设计提供参考依据。虽然低矮建筑群表面风压的数值模拟研究已有一定的进展，但由于低矮建筑群的研究范围广，涉及参数多，计算量大，其结果的合理性和精确性是一个值得探讨和研究的关键技术。本文先对国外学者所做的低矮建筑群风洞试验进行数值模拟，通过试验中的立方体模型来说明CFD模拟过程，分析选取合理的计算参数，包括模型的建立、计算域的选取、网格划分、边界条件的设定、湍流模型和离散化方法的选取等。将风洞试验中四种工况的数值模拟结果与风洞试验结果进行对比，结果证明数值模拟和风洞试验两者能够很好地吻合，该方法应用于低矮建筑群表面风压的研... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 低矮建筑群风荷载研究方法
    1.3 低矮建筑群风荷载特性的研究现状
        1.3.1 国内研究现状
        1.3.2 国外研究现状
        1.3.3 现有研究的不足
    1.4 本课题研究对象
    1.5 本文研究的主要内容
第二章 数值模拟基本理论
    2.1 大气边界层理论
        2.1.1 平均风剖面
        2.1.2 湍流特性
        2.1.3 低矮建筑群的风荷载特性
    2.2 CFD 的基本方程
        2.2.1 连续方程
        2.2.2 动量方程
        2.2.3 纳维-斯托克（Navier-Stockes）方程
    2.3 雷诺平均纳维-斯托克方程及湍流物理模型
        2.3.1 雷诺平均 N-S 方程
        2.3.2 湍流封闭模型
            2.3.2.1 布西内斯克湍流黏度模型
            2.3.2.2 雷诺应力方程模型（RSM 模型）
    2.4 离散化方法
    2.5 计算网格
    2.6 小结
第三章 低矮建筑群数值模拟的可行性研究
    3.1 引言
    3.2 国外风洞试验介绍
    3.3 数值模拟计算参数分析
        3.3.1 稳态数值模拟的边界条件
        3.3.2 计算域的选取
        3.3.3 离散计算域网格
        3.3.4 湍流模型和离散方法的选取
        3.3.5 收敛性标准
    3.4 数值计算及结果分析
        3.4.1 数值模拟计算
        3.4.2 计算结果分析
    3.5 小结
第四章 轻型可移动双坡屋面建筑群数值模拟分析
    4.1 引言
    4.2 模型的建立及计算参数的选取
        4.2.1 几何建模及网格划分
        4.2.2 边界条件的设定
    4.3 数值模拟结果分析
        4.3.1 风速分布
        4.3.2 风压分布
            4.3.2.1 风压系数
            4.3.2.2 单体风压系数等值线
            4.3.2.3 0°风向角群体风压系数等值线
            4.3.2.4 45°风向角群体风压系数等值线
            4.3.2.5 90°风向角群体风压系数等值线
        4.3.3 群体干扰对平均风压分布的影响
        4.3.4 群体干扰对局部峰值风压的影响
    4.4 小结
第五章 轻型可移动双坡屋面建筑群规划布局建议
    5.1 引言
    5.2 干扰系数
    5.3 迎风面房屋宽度对群体布局的影响
    5.4 L_(fetch)和 B 对群体布局的影响
    5.5 总体布局建议
        5.5.1 建筑结构安全性
        5.5.2 建筑行人舒适性
    5.6 小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间完成的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]局部开洞的折叠网壳结构表面风压分布研究[J]. 颜卫亨,王剑,吴东红,张茂功.  工程力学. 2013(10)
[2]并列布置超高层建筑间的风压干扰效应[J]. 谢壮宁,朱剑波.  土木工程学报. 2012(10)
[3]周边建筑干扰下超高层建筑的风荷载幅值特征[J]. 黄东梅,朱乐东,陈伟.  土木工程学报. 2012(09)
[4]错列布置超高层建筑群的干扰效应研究[J]. 唐意,金新阳,杨立国.  土木工程学报. 2012(08)
[5]野营折叠网壳结构表面定常风场的数值模拟研究[J]. 颜卫亨,邰家醉,张茂功.  工程力学. 2012(04)
[6]低层坡屋面房屋风荷载特性风洞试验研究[J]. 聂少锋,周绪红,石宇,勾朝伟,周天华.  建筑结构学报. 2012(03)
[7]低矮房屋标准模型的风洞试验研究[J]. 谢壮宁,刘帅,石碧青.  华南理工大学学报(自然科学版). 2011(06)
[8]群体高层建筑的平均风压分布特征[J]. 谢壮宁,朱剑波.  华南理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
[9]低层双坡屋面建筑三维定常风场的数值模拟[J]. 周绪红,聂少锋,周天华,龚焮.  工程力学. 2010(03)
[10]周边建筑对低矮建筑平屋面风荷载的干扰因子[J]. 全涌,顾明,田村幸雄,黄鹏,松井正宏.  土木工程学报. 2010(02)

硕士论文
[1]大跨度空间结构风荷载数值模拟及风振响应研究[D]. 刘思为.西南交通大学 2011
[2]野营折叠网壳结构表面风压的数值模拟研究[D]. 邰家醉.长安大学 2010
[3]低层房屋风荷载及抗风措施研究[D]. 王东耀.浙江大学 2007
[4]大跨度结构的表面风荷载分析及其数值模拟研究[D]. 雷勇波.暨南大学 2006



本文编号：3198020