風(fēng)荷載的CFD數(shù)值模擬

內(nèi)容概要

　　《風(fēng)荷載的CFD數(shù)值模擬：以體育場(chǎng)和膜結(jié)構(gòu)為例》以體育場(chǎng)和膜結(jié)構(gòu)為例，詳細(xì)介紹了用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬法來(lái)分析計(jì)算復(fù)雜體型大跨度空間結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷栽體形系數(shù)方面的內(nèi)容。全書(shū)共分3個(gè)部分：第1部分舍第1章，介紹了風(fēng)荷栽標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算、湍流特性和計(jì)算流體力學(xué)CFD基礎(chǔ)理論；第2部分含第2章～第4章。進(jìn)行了4種典型體型體育場(chǎng)罩棚風(fēng)場(chǎng)的CFD模擬，歸納出風(fēng)壓系數(shù)取值圖供設(shè)計(jì)選用，總結(jié)了罩棚風(fēng)壓分布規(guī)律，分析了罩棚傾角和連接開(kāi)縫時(shí)風(fēng)荷栽的影響，并以?shī)W運(yùn)網(wǎng)球中心為例進(jìn)行了詳細(xì)剖析；第3部分含第5章～第7章，分別是常見(jiàn)的單片膜結(jié)構(gòu)以及它們的組合體的風(fēng)荷載CFD模擬，歸納出風(fēng)壓系敷取值圈供設(shè)計(jì)選用，最后給出了兩個(gè)復(fù)雜膜結(jié)構(gòu)分析實(shí)例?！　　讹L(fēng)荷載的CFD數(shù)值模擬：以體育場(chǎng)和膜結(jié)構(gòu)為例》可供建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員、建筑科學(xué)研究人員和高等院校土木工程專(zhuān)業(yè)的師生參考使用。

書(shū)籍目錄

1 風(fēng)荷載和計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)1.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.1.1 基本風(fēng)壓1.1.2 風(fēng)壓高度變化系數(shù)1.1.3 風(fēng)荷載體型系數(shù)1.1.4 風(fēng)振系數(shù)1.2 脈動(dòng)風(fēng)特性1.2.1 脈動(dòng)風(fēng)速1.2.2 湍流強(qiáng)度1.2.3 湍流積分尺度1.2.4 湍流相關(guān)性1.2.5 湍流功率譜密度1.3 計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)1.3.1 描述空氣流動(dòng)的控制方程1.3.2 湍流模型1.3.3 計(jì)算區(qū)域的離散和方程求解1.4 平均風(fēng)壓系數(shù)和風(fēng)荷載模擬典型算例1.4.1 平均風(fēng)壓系數(shù)1.4.2 風(fēng)壓系數(shù)模擬算例2 典型體型體育場(chǎng)罩棚風(fēng)場(chǎng)CFD數(shù)值模擬2.1 引言2.2 典型體型體育場(chǎng)建模2.2.1 體育場(chǎng)體型2.2.2 網(wǎng)格劃分及邊界條件處理2.2.3 體育場(chǎng)罩棚分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化2.3 馬鞍形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.3.1 0°風(fēng)向馬鞍形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.3.2 45°風(fēng)向馬鞍形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.3.3 90°風(fēng)向馬鞍形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.4 平屋蓋矩形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.4.1 0°風(fēng)向平屋蓋矩形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.4.2 45°風(fēng)向平屋蓋矩形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.4.3 90°風(fēng)向平屋蓋矩形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.5 單側(cè)月牙形罩棚表面風(fēng)壓分布2.5.1 O風(fēng)向單側(cè)月牙形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.5.2 —45°風(fēng)向單側(cè)月牙形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.5.3 —90°風(fēng)向單側(cè)月牙形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.5.4 135°風(fēng)向單側(cè)月牙形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.5.5 180°風(fēng)向單側(cè)月牙形體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.6 雙側(cè)罩棚表面風(fēng)壓分布2.6.1 O°風(fēng)向雙側(cè)看臺(tái)體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.6.2 —45°風(fēng)向雙側(cè)看臺(tái)體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.6.3 —90°風(fēng)向雙側(cè)看臺(tái)體育場(chǎng)罩棚表面風(fēng)壓分布2.7 典型體型體育場(chǎng)罩棚分區(qū)風(fēng)壓2.8 罩棚表面分區(qū)風(fēng)壓包絡(luò)線(xiàn)2.9 本章小結(jié)3 體育場(chǎng)罩棚傾角及連接開(kāi)縫對(duì)風(fēng)荷載的影響3.1 引言3.2 罩棚傾角的改變對(duì)罩棚表面風(fēng)壓的影響3.2.1 模型和罩棚傾角3.2.2 不同傾角罩棚表面風(fēng)壓分布規(guī)律3.3 看臺(tái)罩棚連接開(kāi)縫體型與不開(kāi)縫體型風(fēng)壓對(duì)比3.3.1 開(kāi)縫體型與不開(kāi)縫體型建模3.3.2 風(fēng)壓分布對(duì)比3.4 數(shù)值模擬和風(fēng)洞試驗(yàn)的比較3.5 結(jié)論4 奧運(yùn)網(wǎng)球中心賽場(chǎng)風(fēng)荷載和風(fēng)環(huán)境數(shù)值模擬實(shí)例4.1 引言4.2 CFD數(shù)值風(fēng)洞建模4.3 風(fēng)壓系數(shù)計(jì)算結(jié)果與分析4.3.1 罩棚上表面風(fēng)壓分布4.3.2 罩棚下表面風(fēng)壓分布4.3.3 看臺(tái)下表面風(fēng)壓分布4.4 罩棚風(fēng)荷載取值建議4.5 開(kāi)洞體型與封閉體型的對(duì)比4.6 罩棚仰角影響4.7 場(chǎng)內(nèi)風(fēng)環(huán)境模擬與評(píng)價(jià)4.8 結(jié)論5 典型體型單片膜結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載數(shù)值模擬5.1 引言5.2 典型體型單片膜結(jié)構(gòu)建模5.3 網(wǎng)格劃分及邊界條件處理5.4 單片膜風(fēng)壓系數(shù)模擬結(jié)果分析5.4.1 單片膜分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化5.4.2 鞍形單片膜膜面風(fēng)壓系數(shù)模擬分析5.4.3 傘形單片膜膜面風(fēng)壓系數(shù)模擬分析5.4.4 倒傘形單片膜膜面風(fēng)壓系數(shù)模擬分析5.5 典型體型單片膜分區(qū)風(fēng)壓系數(shù)取值建議5.6 本章小結(jié)6 膜單元組合體型風(fēng)荷載的數(shù)值模擬6.1 引言6.2 典型膜結(jié)構(gòu)組合形式的建模6.3 鞍形高低膜組合風(fēng)壓系數(shù)模擬分析6.3.1 鞍形高低膜的標(biāo)準(zhǔn)化分區(qū)6.3.2 鞍形高低膜結(jié)構(gòu)風(fēng)壓系數(shù)分布6.4 傘形組合膜結(jié)構(gòu)風(fēng)壓系數(shù)模擬分析6.4.1 傘形組合膜結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化分區(qū)6.4.2 傘形膜組合風(fēng)壓系數(shù)分布6.5 倒傘形組合膜結(jié)構(gòu)風(fēng)壓系數(shù)模擬分析6.5.1 倒傘形組合膜結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化分區(qū)6.5.2 倒傘形膜組合風(fēng)壓系數(shù)分布6.6 典型膜結(jié)構(gòu)組合風(fēng)壓系數(shù)取值建議6.7 本章小結(jié)7 復(fù)雜體型膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載模擬實(shí)例7.1 引言7.2 復(fù)雜膜結(jié)構(gòu)建模7.3 兩個(gè)復(fù)雜膜結(jié)構(gòu)風(fēng)壓系數(shù)模擬結(jié)果分析7.3.1 體育場(chǎng)罩棚膜風(fēng)壓系數(shù)模擬結(jié)果7.3.2 復(fù)雜鞍形組合膜結(jié)構(gòu)風(fēng)壓系數(shù)模擬結(jié)果分析7.4 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)

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　　《風(fēng)荷載的CFD數(shù)值模擬：以體育場(chǎng)和膜結(jié)構(gòu)為例》作者顧磊和潘亮等曾設(shè)計(jì)或參與設(shè)計(jì)過(guò)國(guó)家游泳中心“水立方”、奧運(yùn)會(huì)網(wǎng)球中心蓮花網(wǎng)球場(chǎng)、惠州體育中心、廣州大學(xué)城體育館、深圳沙井體育中心等多項(xiàng)大跨度體育場(chǎng)館工程，深知風(fēng)荷栽取值的難度。因此萌發(fā)了對(duì)體型復(fù)雜的體育場(chǎng)和膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷栽體型系數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)、深入研究的想法，并采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬法，通過(guò)大量的分析計(jì)算，提出了4種典型體育場(chǎng)、3種典型單片膜結(jié)構(gòu)及其組合膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載體型系數(shù)取值方法，以供設(shè)計(jì)參考和選用。

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