精品文献
风场模拟
大幅受迫振动下建筑结构风效应和风场模拟
针对大幅受迫振动下建筑结构周围风场和风压的数值模拟问题,基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法,结合流线迎风Petrov-Galerkin(SUPG)方法和三步有限元方法,提出了一种适用于模拟带运动边界、高雷诺数来风的稳定化流体有限元大涡模拟方法,进而用于分析屋盖大幅值受迫振动下的建筑结构周围风场及其风压分布。研究显示,屋盖大幅值受迫振动对屋盖风效应影响较大,明显改变结构表面平均风压分布和风压脉动分布。
改进大涡模拟方法及其在建筑结构风场模拟中的应用
改进大涡模拟方法及其在建筑结构风场模拟中的应用
掌握结构周围风场及其特性,是开展建筑结构抗风设计的基础。结合流线迎风Petrov-Galerkin(SUPG)稳定化方法和三步流体有限元方法,提出一种适用于模拟结构周围风场的高雷诺数风流动的大涡模拟方法(LES)。将亚格子运动方程弱解形式与SUPG稳定项相结合进行有限元空间离散,对时间离散采用高精度的显式三步有限元方法,压力场通过求解泊松方程得到。结合节点滤波函数和广义箱式滤波函数,发展了一种基于非结构化有限元网格的简洁、快速的空间滤波技术,该技术可使动态亚格子模型(DSGS)计算时储存量低且计算量小。所提方法可对建筑结构周围风场进行稳定、快速和精确的数值模拟,是分析结构周围风场特性和结构风荷载的有效工具。算例中,应用建设的动态亚格子模型(DSGS)模拟立方体建筑周围风场(雷诺数为420 000),并对平均风场和瞬时风场在流线、速度场、压力场和涡量场等方面进行了分析,详细阐明了建筑物表面(三维)大尺度涡结构并实现数值可视化。