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风洞试验是研究风对建筑物影响的重要手段。《建筑结构荷载规范》等国家标准明确规定,对于复杂体型的建筑或重要建筑物,应当通过风洞试验确定其风荷载取值。风洞试验主要包括测量建筑物表面风压的测压试验、测量高层建筑基底力的高频底座天平试验和测量行人高度风环境的试验。对于风致振动较为明显、可能发生失稳或流固耦合的建筑物,还可通过气动弹性模型研究其风致响应情况。 风致振动分析结合风洞同步测压试验结果,根据随机振动理论计算建筑结构在风荷载作用下的响应,并由此给出主体结构设计时应当采用的风荷载值。风致振动分析对测压试验要求较高,需要结构表面所有测点均为同步获得,以便获得准确的风振计算结果。对于复杂建筑,往往要求压力测量系统能够实现数百乃至上千点的同步测压。 CFD数值模拟分析基于计算流体力学的基本原理,利用计算机模拟建筑物绕流的基本流动形态,可形象的给出建筑物表面风压分布、周边风速大小等。CFD数值模拟具有工期短、费用低、形象直观等优点 。目前主要用于小区、城市综合体风环境分析,室内外通风分析,也可应用于形体简单的单体结构物平均风压分布分析。 高速列车行驶时,对周围建筑、人员产生强大冲击荷载,甚至会影响到候车人员和建筑的安全性;另外,复杂体型屋盖的积雪分布系数、风致噪声等问题也吸引了越来越多的工程界人士的关注。针对这些难点问题,我们利用CFD数值模拟平台,研究应用了动网格、VOF、UDF人工边条件等技术,可以分析得出高速列车列车风对建筑结构的荷载时程,用于结构软件分析,有效的提高了铁路站房、雨棚、屏蔽门结构设计的安全性;并完成了若干雪荷载模拟、风致噪声分析的工程咨询项目。 |
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