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更新時(shí)間：2024.12.22
改進(jìn)大渦模擬方法及其在建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)場(chǎng)模擬中的應(yīng)用

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掌握結(jié)構(gòu)周圍風(fēng)場(chǎng)及其特性,是開(kāi)展建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。結(jié)合流線迎風(fēng)Petrov-Galerkin(SUPG)穩(wěn)定化方法和三步流體有限元方法,提出一種適用于模擬結(jié)構(gòu)周圍風(fēng)場(chǎng)的高雷諾數(shù)風(fēng)流動(dòng)的大渦模擬方法(LES)。將亞格子運(yùn)動(dòng)方程弱解形式與SUPG穩(wěn)定項(xiàng)相結(jié)合進(jìn)行有限元空間離散,對(duì)時(shí)間離散采用高精度的顯式三步有限元方法,壓力場(chǎng)通過(guò)求解泊松方程得到。結(jié)合節(jié)點(diǎn)濾波函數(shù)和廣義箱式濾波函數(shù),發(fā)展了一種基于非結(jié)構(gòu)化有限元網(wǎng)格的簡(jiǎn)潔、快速的空間濾波技術(shù),該技術(shù)可使動(dòng)態(tài)亞格子模型(DSGS)計(jì)算時(shí)儲(chǔ)存量低且計(jì)算量小。所提方法可對(duì)建筑結(jié)構(gòu)周圍風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行穩(wěn)定、快速和精確的數(shù)值模擬,是分析結(jié)構(gòu)周圍風(fēng)場(chǎng)特性和結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的有效工具。算例中,應(yīng)用建設(shè)的動(dòng)態(tài)亞格子模型(DSGS)模擬立方體建筑周圍風(fēng)場(chǎng)(雷諾數(shù)為420 000),并對(duì)平均風(fēng)場(chǎng)和瞬時(shí)風(fēng)場(chǎng)在流線、速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和渦量場(chǎng)等方面進(jìn)行了分析,詳細(xì)闡明了建筑物表面(三維)大尺度渦結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)數(shù)值可視化。

HDPE圓形重力式網(wǎng)箱受力變形特性的數(shù)值模擬

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該研究旨在綜合探討不同網(wǎng)箱周長(zhǎng)、浮管管徑、網(wǎng)衣高度及網(wǎng)目大小對(duì)整體網(wǎng)箱受力變形的影響,為網(wǎng)箱的科學(xué)合理選型提供數(shù)據(jù)參考。設(shè)定的網(wǎng)箱周長(zhǎng)40~80 m,浮管管徑250~630 mm,網(wǎng)衣高度6~20 m,網(wǎng)目大小45~115 mm。通過(guò)數(shù)值模擬方法對(duì)4種規(guī)格高密度聚乙烯圓形網(wǎng)箱在不同組合條件下網(wǎng)箱錨繩受力、波流力以及容積損失率進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。結(jié)果表明,大規(guī)格網(wǎng)箱的錨繩受力、波流力更大,容積損失率更小,錨繩數(shù)量的增加可以大大降低錨繩受力。相比浮管管徑,網(wǎng)衣高度和網(wǎng)目大小對(duì)網(wǎng)箱受力變形的影響更顯著。整體網(wǎng)箱的受力變形隨著網(wǎng)衣高度的增加而增大,隨網(wǎng)目的增大而減小。

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