国家自然科学基金(51178359)
- 作品数：8 被引量：38H指数：5
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- 高层建筑绕流场气动力效应的数值模拟
- 对高层建筑抗风的研究主要依靠风洞试验技术,近年来随着计算机技术和计算风工程理论的发展,高层建筑在风荷载作用下的数值模拟逐渐取得了一定的进展。计算流体动力学已经发展成为风工程应用中传统方法(风洞实验和现场测量)的补充工具。...
- 周颖
- 关键词：超高层建筑风荷载N-S方程气动力效应数值模拟
- 超高层建筑多自由度气弹模型的优势及制作方法被引量：17
- 2014年
- 首先简要对比了测力天平、刚性模型测压、强迫振动、气动弹性模型等四种试验手段的特点,然后着重分析了底部弹性支撑的摆式气弹模型和多自由度气弹模型试验结果的差异,分析发现,对超高超柔的方截面建筑而言,摆式模型所得的横风向风致响应在小风速下比多自由度模型略大,而在包含横风向共振风速在内的大风速下则明显大于多自由度模型,其气动阻尼特性、气动刚度特性和表面风压相干性等倾向于使摆式模型出现相对较大的风致响应。究其原因,是因为只模拟一阶模态的摆式模型在反映流固互制气弹效应方面不够真实且不及多自由度模型精细,即参振模态的不同(包括参振模态数量、高阶与低阶平动频率比、扭转与平动频率比)会使振动形式发生改变,进而影响振动时的气弹效应并改变振动位移。在此结论的基础上,提出了多自由度气弹模型改进设计方法,该方法考虑了低阶与高阶频率比、平动与扭转频率比的可调性,同时解决了模型弯剪振型成分的可控制性和阻尼调节等问题,以期为实际项目的多自由度模型制作和相关研究提供便利和参考。
- 王磊梁枢果邹良浩王述良
- 关键词：高层建筑
- 超高层建筑风荷载的数值模拟被引量：2
- 2019年
- 采用连续离散随机流动生成(CDRFG)技术生成大气边界层风速场,针对一高宽比为9的超高层建筑,运用商业CFD计算软件FLUENT,分别采用雷诺平均和大涡模拟的方法模拟其在B类和D类地貌中的平均风荷载与脉动风荷载,并与风洞试验的结果进行对比,分别得到了高层建筑模型在B、D类地貌下的风荷载特性。通过比较相同截面条件下高宽比分别为4、5、6和9的模型背风面风压系数,研究了超高层建筑的三维绕流效应。
- 周颖梁枢果李朝
- 关键词：超高层建筑风荷载大涡模拟
- 超高层建筑多种风洞试验方式对比研究被引量：4
- 2018年
- 为了研究超高层建筑不同风洞试验方式结果的差异及原因,对某347m超高层建筑进行了刚性测压模型、强迫振动模型和多自由度气弹模型风洞试验,并将三种试验结果进行分析。对比了刚性测压模型与气弹模型的风致位移响应,分析气动阻尼比对位移响应的影响;同时对比了强迫振动模型与多自由度气弹模型在湍流场及均匀流场中气弹参数的差异。结果表明：刚性测压模型风洞试验在气弹效应不显著的情况下较为可靠而方便;当气弹效应较显著时,多自由度气弹模型的风洞试验结果更为真实;在均匀流场中,结构发生共振时,强迫振动模型的风洞试验结果有一定的参考价值,但在湍流场中,特别是不发生共振时,试验结果与实际情况存在较大差异。高层建筑强迫振动模型振动形式的不精确性会导致试验结果的失真,将强迫振动模型应用到实际高层建筑抗风时,其振动形式还有待改进。
- 王磊王磊张振华张振华
- 关键词：风洞试验
- 超高层建筑横风向风振局部气动外形优化被引量：6
- 2016年
- 为了研究局部气动措施对方截面超高层建筑横风向风振的控制效果,开展大量的多自由度气弹模型风洞实验,测量模型在多种切角率、圆角率、粗糙条及开洞方式下的横风向风致位移响应,对横风向位移进行对比分析.结果表明:当切角率大于5%或圆角率大于15%时,横风向风致位移响应显著降低,位移均方根随折算风速的变化曲线接近直线而不再呈倒"V"字形,说明涡激共振发生的可能性得到了有效抑制;切角率或圆角率越大,横风向位移响应的减小幅度越显著;特定粗糙条的设置可以使涡振响应幅值降低20%以上;通风洞不论是垂直于来流还是平行来流,都会使涡振响应幅值减小,且洞口在中上部时的效果最佳.整体来看,局部气动外形控制措施具有显著的抗风优化效果.
- 王磊王磊梁枢果张正维
- 关键词：超高层建筑涡激振动气动外形开洞
- 体育场悬挑屋盖结构风荷载解析模型被引量：1
- 2013年
- 结合援莫桑比克国家体育场刚性模型风洞试验数据,分析了悬挑屋盖结构表面风压分布特性、脉动风荷载谱特性和脉动风压空间相关性,并利用体育场风洞试验测压数据,拟合了各区域脉动风压谱和相干函数的经验公式,建立了此类结构的风荷载解析模型。经过工程算例表明,本文建立的风荷载解析模型用于悬挑屋盖结构的动力响应计算具有较高的精度,有一定的实用价值。
- 梁枢果王磊郑以微温四清李庆祥
- 关键词：悬挑屋盖风荷载特性解析模型风洞试验
- 某拟建838m高楼多自由度气弹模型风洞试验研究被引量：5
- 2015年
- 为了考察某拟建超高层建筑(总高838m)在设计风速下的风致响应,对该大厦进行了多自由度气弹模型风洞试验.模型自振特性测试表明,该气弹模型各横截面对两个正交的水平主轴对称,每个轴向1阶和2阶频率误差分别在1%和28%以内,1阶阻尼比约为2%,平动振型与实际结构有限元模型计算结果较为一致.分析不同风速和风向角下风致响应发现,该大厦顶部在100年重现期设计风速下最大动态侧移为0.89m,且动态位移本身并未使结构顶部位移超标,而10年,50年和100年重现期下风致加速度响应超过规范阈值幅度分别为16%,23%和29%.另外,该大厦横风向涡振使得临界风速附近横风向风致响应明显偏大,如果假定风荷载谱为白噪声,则横风向1阶气动阻尼比对总响应的贡献达37%.若欲保证该建筑在百年一遇风速下加速度在允许范围内,则须使其结构阻尼比在2.9%以上.
- 王磊梁枢果邹良浩娄宇
- 关键词：风效应风洞试验气动阻尼
- 超高层建筑涡振过程中体系振动频率被引量：6
- 2014年
- 为了研究超高层涡激振动过程中的频率飘移问题,进行多自由度气弹模型和部分底部弹性支撑的摆式模型试验,以直接测量发生涡激共振前后振动体系的频率变化情况,分析影响频率改变量的几个因素,探讨频率改变量与涡致位移之间的互制现象.分析表明,当高层建筑较为高柔时,涡振过程中频率漂移现象不可忽略,振动体系频率随折算风速呈"V"字形变化,在折算风速小于8时,频率改变量通常为正,在共振临界风速附近频率改变量最大,之后又回升到比自振频率略小的相对稳定的值.在同一流场中,斯克拉顿数越大的模型正频率改变量越大,而负频率改变量则相反;不同流场中,流场越粗糙振动频率和位移曲线的尖峰现象越不明显,且正频率改变量越小,而大折算风速时负频率改变量越大.
- 王磊梁枢果邹良浩汤怀强王述良
- 关键词：高层建筑涡激振动
- 超高层建筑抗风体型选取研究被引量：11
- 2013年
- 为了研究超高层建筑体型选取时应注意的问题,分析总结了既有超高层建筑的体型特点,对其进行了归类,可将超高层建筑按体型特点大致以350m和600m为界分成3个级别.结合大量超高层建筑抗风设计实例及风洞试验结果,分析高宽比和长宽比对风致响应的影响.结果表明,明显弱轴的出现会显著降低结构效率,并结合工程实际对此给予了解释.对不同高度的超高层建筑体型设置给出了部分建议:当前抗风设计和研究应进一步考虑被分析对象在体型选取方面的现实性和合理性,应合理控制高宽比和长宽比以保证结构效率.
- 王磊梁枢果邹良浩王述良汤怀强
- 关键词：超高层建筑高宽比风效应长宽比建筑体型
