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题名悬挑体育场罩棚风荷载数值模拟
- 1
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作者
袁中亚
李方慧
张特
苏政忠
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机构
黑龙江大学建筑工程学院
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出处
《黑龙江大学工程学报(中英俄文)》
2024年第2期100-106,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(52078380)。
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文摘
使用Realizable k-ε湍流模型对悬挑体育场罩棚表面风荷载特性进行CFD数值模拟研究,详细考察体育场罩棚表面风向角对净风压系数、体型系数和平均风压系数分布影响规律,为此结构表面风荷载设计取值提供依据。计算结果表明:体育场罩棚上表面主要是受到风吸力作用,在罩棚前檐和两个角部区域风压系数浮动较大,比如在180°风向角罩棚两个角部区域风压系数为-0.5~-3.5。由于结构造型需要,罩棚顶部凸出的肋对风荷载的影响大,其产生原因为在顶部凸起肋后形成小漩涡,风压系数变化剧烈,90°风向时,来流迎风面第一个肋后面风压系数为-1.5~1.1。由于来流在罩棚后檐出现分离,在180°风向罩棚结构上下表面出现“上吸下压”现象,罩棚受到向上升力。
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关键词
数值模拟
风荷载
净风压系数
体型系数
平均风压系数
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Keywords
numerical simulation
wind load
net wind pressure coefficient
shape coefficient
mean wind pressure coefficient
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分类号
TU245.1
[建筑科学—建筑设计及理论]
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题名两种角部形式并列双方柱风荷载数值模拟
被引量:1
- 2
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作者
张特
范佳红
袁中亚
苏政忠
贾美微
于淼
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机构
黑龙江大学建筑工程学院
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出处
《低温建筑技术》
2023年第8期10-13,共4页
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基金
国家自然基金面上项目“建筑屋面雪的热力学过程及风吹雪过程的耦合作用研究”(52078380)。
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文摘
为探究角部处理措施对于并列建筑的气动干扰效应影响,以凹角和圆角两种角部处理(角部变化率10%)并列双方柱为研究目标,在B(两方柱中心距)/L(方柱边长)=1.2的间距比工况下进行大涡模拟。对比两组并列双方柱的平均风压系数、流场机理、升力系数与阻力系数时程。结果表明两种角部处理的并列双方柱均在间距比为1.2时出现偏流现象;凹角方柱对气流前缘分离有增强效果,结构升力系数与阻力系数极值均大于圆角方柱;圆角方柱周围旋涡发展更完全,气动力系数受偏流旋涡影响波动更大。
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关键词
并列双方柱
偏向流
角部处理
气动干扰
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Keywords
side-by-side square cylinders
biased flow
corner treatment
aerodynamic interference
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分类号
TU312
[建筑科学—结构工程]
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题名龙卷风作用下高低屋面风荷载特性研究
被引量:1
- 3
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作者
袁中亚
李方慧
张特
苏政忠
于淼
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机构
黑龙江大学建筑工程学院
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出处
《工程建设》
2023年第7期1-6,18,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52078380)。
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文摘
为探究龙卷风作用下高低屋面风荷载分布规律,本文基于Ward型龙卷风模拟装置,采用SST k-ω剪切应力传输湍流模型,对龙卷风作用下的高低房屋屋面风荷载进行数值模拟,并针对不同坡角和涡流比,分析屋面的风压分布影响规律。结果表明:1)当屋面位于龙卷风核心时,不同坡角的高低屋面风压均为负压,屋檐两侧风压数值变化较大,屋面中部区域风压稳定;2)随着屋面坡角的增大,高屋面的风压系数逐渐减小,且风压呈现稳定,而低屋面的风压剧烈变化;随着涡流比的增大,涡核半径增大,当涡流比大于0.6时,高低屋面不再破坏龙卷风的涡核结构;4)气流在高屋面转角处和高低屋面衔接转角处出现流动分离和漩涡,漩涡处呈现较大负压,风场对高低屋面破坏较大,应在结构抗风中重点考虑。本文研究成果可为高低屋面结构抗风提供一定的借鉴与参考。
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关键词
高低屋面
龙卷风
涡流比
风压系数
数值模拟
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Keywords
high and low roofing
tornado
vortex ratio
wind stress factor
numerical simulation
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分类号
TU352.2
[建筑科学—结构工程]
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题名复杂体型大跨度体育馆风荷载数值模拟
被引量:1
- 4
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作者
张特
李方慧
袁中亚
苏政忠
范佳红
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机构
黑龙江大学建筑工程学院
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出处
《黑龙江大学工程学报》
2023年第2期72-78,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(52078380)。
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文摘
采用RNG k-ε湍流物理模型对某复杂体型体育馆的风荷载进行CFD数值模拟。考察0°、45°、90°3种风向对体育馆屋盖表面平均风压系数和体型系数的影响规律,为该结构设计风荷载取值提供参考。结果表明:该复杂体型大跨度体育馆屋盖主要受风压力作用,气泡结构间狭缝区域平均风压系数值较大,0°风向下平均风压系数最大值为1.96。不同风向角下测点平均风压随位置变化差异明显,0°和90°风向下测点平均风压系数最大值差值为1.12。靠近来流方向气泡结构间狭缝对屋盖区域风压有放大效应,体型较大的气泡结构对气流的阻碍效果明显。气泡结构在0°和45°风向下体型系数最小值差值为0.75,体育馆屋盖体型系数受风向变化影响明显。
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关键词
大跨屋盖
平均风压
风载体型系数
数值模拟
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Keywords
long-span roof
mean wind pressure
wind load shape coefficient
numerical simulation
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分类号
TU312.1
[建筑科学—结构工程]
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题名不同跨度的双跨拱形屋面的积雪分布研究
- 5
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作者
贾美微
于淼
苏政忠
袁中亚
张特
刘端宣
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机构
黑龙江大学建筑工程学院
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出处
《低温建筑技术》
2023年第10期65-68,共4页
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文摘
为探究对双跨拱形屋面的风致雪漂移规律,采用Mixture多相流模型和k-kl-ω模型,选择双跨拱形屋面作为研究对象,分析在不同矢跨比及风速下的积雪分布形态。研究结果表明,在高风速自然条件下,双跨拱形屋面在屋脊处承受更严重的雪荷载。此外,前跨侵蚀区和后跨沉积区的大小差异导致双跨拱形屋面前后跨的不均匀积雪分布。研究的结果为进一步探索相关问题和实际工程提供参考依据。
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关键词
双跨拱形屋面
风致雪漂移
屋面摩擦速度
积雪分布
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Keywords
double-span gable roof
snow drifting
roof friction speed
snow distribution
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分类号
TU312
[建筑科学—结构工程]
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题名龙卷风作用下不同位置四坡屋面风荷载探究
- 6
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作者
袁中亚
朱志峰
张特
苏政忠
于淼
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机构
黑龙江大学建筑工程学院
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出处
《工程建设》
2023年第9期6-12,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52078380)。
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文摘
为了探究龙卷风作用下四坡屋面风压分布规律,本文基于Ward型龙卷风发生装置,运用Realizable k-ε湍流模型对龙卷风作用下的四坡屋面风荷载特性进行探究。针对不同涡流比和风场不同位置,分析四坡屋面风压系数、周围迹线和涡量发展情况。研究结果表明:1)在四坡屋面背风面的屋脊处出现流动分离,形成逆压梯度;2)随着涡流比增大,龙卷风风场涡核半径增大,四坡屋面最大风压系数先增大后减小;3)在核心半径处的四坡屋面受到的风压最大,最容易受到破坏;4)由于迎风面对风荷载的阻挡,气流出现流动分离,在四坡屋面的侧面和背风面形成大量漩涡;5)当屋面位于两倍核心半径位置时,四坡屋面背后生成支涡与主涡相连,盘旋向上延伸,在屋面和背立面产生大量的涡量,随着屋面远离风场核心,在屋面背风面形成的支涡延伸得越长。本文研究成果可为四坡屋面结构抗风研究提供借鉴。
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关键词
四坡屋面
龙卷风
风压系数
涡量
数值模拟
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Keywords
hip roofing
tornado
wind pressure coefficient
vorticity
numerical simulation
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分类号
TU312.1
[建筑科学—结构工程]
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题名龙卷风作用下两类屋面风荷载特性对比研究
- 7
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作者
朱志峰
李方慧
袁中亚
于世龙
刘端宣
范佳红
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机构
黑龙江大学建筑工程学院
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出处
《低温建筑技术》
2023年第9期119-123,共5页
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文摘
为研究龙卷风风场中央的两类屋面低矮建筑风荷载特性,文中以计算流体动力学手段建立Ward型龙卷风发生装置,采用Realizable k-ε湍流模型实现对两类屋面模型的数值模拟研究。对比分析3种典型屋面坡角(15°、30°和45°)下两类屋面低矮建筑物风荷载特性。研究结果表明,建筑物位于龙卷风中心时,龙卷风作用下两类屋面均受负压,且风压呈中心对称分布;随着屋面坡角的增加,双坡屋面建筑物所受最大负风压系数由-0.49增大至-1.04,四坡屋面风压随坡角增加而增大现象不明显,最大负风压系数稳定在约-0.49;同时两类屋面建筑物顶部中央的漩涡分离,转移至两侧屋檐处,屋面的漩涡数量减少。龙卷风作用下两种屋盖对比研究中得出结论,相较双坡屋面四坡屋面在3种坡度下均可有效减低风荷载。
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关键词
龙卷风
两类屋面
低矮建筑
数值模拟
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Keywords
tornado
two types of roof
numerical simulation
low rise building
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分类号
TU312
[建筑科学—结构工程]
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题名大跨度空间结构风雪流荷载模拟方法研究
- 8
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作者
苏政忠
李方慧
袁中亚
张特
贾美微
于淼
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机构
黑龙江大学建筑工程学院
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出处
《低温建筑技术》
2023年第8期47-50,55,共5页
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文摘
为研究大跨度空间结构受风雪流荷载灾害影响,以两相流为理论基础,对通用流体软件FLUENT进行二次开发,编写风雪两相流数值模拟中的复杂边界条件及材料参数,大跨度钢结构为分析对象建立数值模型。并与风洞试验对比吻合的基础上,分析风雪流荷载对不同拱高的单层柱面网壳表面雪压分布影响,通过分析风场数据,以及在风场影响下的建筑物周边雪浓度数据。探究风雪两相耦合作用下对大跨单层柱面网壳的表面积雪分布状态。发现较低拱高的大跨单层网壳结构屋面,将面临更严峻的雪荷载威胁。
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关键词
大跨空间结构
风雪流荷载
单层柱面网壳
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Keywords
large-span spatial structures
wind and snow loads
single-layer cylindrical grid shells
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分类号
TU312
[建筑科学—结构工程]
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