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指廊式航站樓風(fēng)荷載特性的CFD數(shù)值計算方法定量研究

2019-11-08 00:51黃政顏衛(wèi)亨
特種結(jié)構(gòu) 2019年5期
關(guān)鍵詞:風(fēng)洞試驗風(fēng)壓航站樓

黃政 顏衛(wèi)亨

(1.中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司 天津300074; 2.長安大學(xué)建筑工程學(xué)院 西安710061)

引言

指廊式航站樓在風(fēng)荷載作用下表面氣動特性十分復(fù)雜[1-3],雖然組成航站樓的各單體外形較為規(guī)則,但由于其組合體形狀不規(guī)則且體量大,周圍風(fēng)場繞流復(fù)雜,指廊所形成的U 形區(qū)域內(nèi)渦流交織,故其表面風(fēng)壓分布特征和周圍湍流流場呈現(xiàn)出較強的復(fù)雜性,同時航站樓屋蓋具有質(zhì)量輕、阻尼小等抗風(fēng)不利因素,因此往往對風(fēng)致響應(yīng)十分敏感,屬風(fēng)敏感結(jié)構(gòu),風(fēng)荷載成為結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析的主要荷載之一。 對于此類復(fù)雜體型建筑,除了常用風(fēng)洞試驗外,CFD (Computational Fluid Dynamics)數(shù)值風(fēng)洞計算技術(shù)可以高效和方便地對建筑表面風(fēng)壓分布和周圍湍流流場進(jìn)行預(yù)測分析,由于其周期短、費用低而被廣泛應(yīng)用[4-9]。 目前CFD 的技術(shù)水平,可實現(xiàn)對簡單形體表面風(fēng)荷載預(yù)測的實用化; 對于復(fù)雜形體還未達(dá)到像風(fēng)洞試驗?zāi)菢拥目尚哦取?新的CFD 計算方向,是將其用于復(fù)雜形體并展開相應(yīng)的技術(shù)研究[10]。 文獻(xiàn)[5]研究了大跨度張弦梁屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng),相關(guān)成果可為具有類似形體結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計和研究提供理論基礎(chǔ)。 文獻(xiàn)[7]采用LES方法對復(fù)雜大跨屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載進(jìn)行了CFD數(shù)值計算分析,建立了基于 CFD 數(shù)值計算的復(fù)雜體型大跨屋蓋結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的預(yù)測方法。 文獻(xiàn)[9]以昆明新機(jī)場的指廊式航站樓為背景,采用CFD 計算技術(shù)獲取結(jié)構(gòu)風(fēng)載體型系數(shù),可應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)抗風(fēng)的初步設(shè)計。 盡管國內(nèi)外關(guān)于多種體型建筑表面風(fēng)壓分布特性已經(jīng)有了分析和研究,但針對指廊式航站樓建筑的CFD 數(shù)值風(fēng)洞的基礎(chǔ)性研究相對薄弱,關(guān)鍵技術(shù)及參數(shù)的選取缺少全面而系統(tǒng)的分析與探討,故亟需對復(fù)雜體型的指廊式航站樓建立基于CFD 的抗風(fēng)設(shè)計計算方法。

本文采用CFD 數(shù)值風(fēng)洞計算技術(shù),以指廊式航站樓為研究對象,確定CFD 數(shù)值計算的網(wǎng)格劃分技術(shù)、湍流模型選取、離散格式和求解算法等關(guān)鍵技術(shù)及參數(shù)的選取。 從而可采用CFD數(shù)值風(fēng)洞計算技術(shù)改善復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)特性,探究指廊式航站樓在風(fēng)力作用下合理的建筑氣動外形。 通過建筑形體的自適應(yīng)來降低結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng),使結(jié)構(gòu)具有良好的抗風(fēng)性能和合理的氣動外形。 在建筑設(shè)計時做到美學(xué)和空氣動力學(xué)的完美結(jié)合,為風(fēng)荷載作用下建筑設(shè)計方案和結(jié)構(gòu)體型優(yōu)化提供設(shè)計方法和理論依據(jù)。 此外,根據(jù)CFD 數(shù)值計算結(jié)果可以指導(dǎo)風(fēng)洞試驗?zāi)P蜏y點的布置,進(jìn)而進(jìn)行結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載計算和分析。

1 CFD數(shù)值風(fēng)洞計算方法定量研究

指廊式航站樓建筑(圖1)主要包括以下幾部分:航站樓、南一指廊、南二指廊、南連接樓、北連接樓及南過街樓和北過街樓。 航站樓長為345m,寬為 115m,屋面最高處為 36.5m,長高比約為10∶1。 南一指廊和南二指廊長約180m,寬約 40m,屋面最高處為 16m,長高比約為11∶1。 南連接樓長為 362m,最寬處約 85m,中部寬約為40m,屋面最高處為16m,長高比約為22∶1,總建筑面積為265817m2。

圖1 航站樓建筑三維立體效果圖Fig.1 Terminal three-dimensional renderings

文獻(xiàn)[11]完成了航站樓屋蓋表面壓力測量風(fēng)洞試驗。 測壓試驗?zāi)P蜑閯傮w模型,風(fēng)洞試驗?zāi)P涂s尺比為1∶220。 測壓試驗風(fēng)向角轉(zhuǎn)動方向和屋面幾何分區(qū)如圖2 所示。 試驗共完成B 類地面粗糙度類別下風(fēng)速為 13m/s、從 0° ~ 360°每隔15°共24 個風(fēng)向角下的測壓試驗。

圖2 航站樓幾何分區(qū)及風(fēng)向角Fig.2 Partition and wind direction of terminal

此類航站樓建筑具有體量大、長高比大(最小值為10∶1,最大值為22∶1)和形體復(fù)雜等特征。 為此,采用AutoCAD 軟件建立航站樓建筑模型,再將其導(dǎo)入 Gambit 能識別的sat 文件格式。由于AutoCAD 軟件與Gambit 軟件在識別精度上有差別,因此,還需對幾何模型運用 Gambit 中的虛幾何技術(shù)和修剪技術(shù)來對模型進(jìn)行進(jìn)一步的修正和完善,消除模型中存在的尖角、短邊、縫隙等,精細(xì)而高效地實現(xiàn)模型的網(wǎng)格劃分。

目前理論流體力學(xué)和數(shù)值計算技術(shù)在模擬復(fù)雜鈍體分離流動方面還不夠完善,CFD 計算結(jié)果精度受到數(shù)值模型自身以及數(shù)值迭代算法等諸多因素的影響[12,13]。 因此,為確保解具有足夠的穩(wěn)定性,需深入探討CFD 計算技術(shù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)性理論。 以風(fēng)洞試驗的B 類地面粗糙度類別下風(fēng)速為 13m/s、90°風(fēng)向角時工況為例[11],進(jìn)行 CFD數(shù)值風(fēng)洞計算方法定量研究,建立指廊式航站樓CFD 的抗風(fēng)設(shè)計方法。

1.1 計算域的確定

計算域的選定應(yīng)在滿足湍流充分發(fā)展的前提下,盡量減少邊界對計算結(jié)果的影響。 指廊式航站樓建筑在風(fēng)力作用下主要以頂面繞流為主,在參考文獻(xiàn)[12]的基礎(chǔ)上建議入口距建筑物迎風(fēng)面宜大于5h(h=36.5m,即建筑物的最大高度)的距離,建筑物的頂面和側(cè)面距離計算域邊界宜大于4h,并且保證其最大阻塞率不大于3%。 背風(fēng)面距離出口應(yīng)使湍流達(dá)到完全發(fā)展的狀態(tài),一般要求大于9h。

1.2 網(wǎng)格劃分技術(shù)

網(wǎng)格劃分應(yīng)精細(xì)到足夠捕捉渦、剪切層等物理現(xiàn)象特征的變化,網(wǎng)格質(zhì)量也需足夠高以期能夠獲得較好的計算精度。 針對指廊式航站樓建筑的形體特征,網(wǎng)格劃分方案采用分區(qū)劃分網(wǎng)格技術(shù)與尺寸函數(shù)(size function)網(wǎng)格技術(shù)相聯(lián)合的方法。 網(wǎng)格類型采用適合于復(fù)雜邊界形狀的流場分析的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。 網(wǎng)格單元采用主要由四面體網(wǎng)格構(gòu)成,但在局部凹凸及轉(zhuǎn)角區(qū)域為六面體、錐形和楔形網(wǎng)格的網(wǎng)格單元Tet/Hybrid,進(jìn)一步采用網(wǎng)格光順技術(shù)提高網(wǎng)格質(zhì)量,可以使網(wǎng)格更加均勻,提高了計算結(jié)果的收斂性和穩(wěn)定性。 為探討適合指廊式航站樓建筑的最優(yōu)size function和網(wǎng)格數(shù)量,實現(xiàn)網(wǎng)格離散由密到疏的過渡,對航站樓在24 個不同風(fēng)向角下采用size function 進(jìn)行網(wǎng)格劃分,并對航站樓進(jìn)行數(shù)值計算分析。 主要探討航站樓屋蓋的1 區(qū)~9 區(qū)和指廊區(qū)11 區(qū)~13 區(qū),研究網(wǎng)格單元數(shù)量對計算結(jié)果的影響,其計算結(jié)果如圖3 所示。

圖3 網(wǎng)格單元數(shù)量對平均風(fēng)壓系數(shù)的影響Fig.3 Influence of grid numbers on the average wind pressure coefficient

由圖3 分析可知,網(wǎng)格單元的數(shù)量并不影響結(jié)構(gòu)表面分區(qū)平均風(fēng)壓系數(shù)的變化趨勢,但在數(shù)值計算精度上具有較大的差距。 核心區(qū)網(wǎng)格單元數(shù)量為60 萬時誤差最大。 當(dāng)網(wǎng)格單元數(shù)量達(dá)到120 萬左右時,計算結(jié)果與風(fēng)洞試驗結(jié)果基本吻合。 當(dāng)網(wǎng)格單元數(shù)量達(dá)到150 萬時,計算結(jié)果與風(fēng)洞試驗更加吻合,但是計算精度提高有限,并且隨著網(wǎng)格單元數(shù)量的增加,計算時間將明顯增加,計算效率降低。 因此,為節(jié)約計算耗時且同時滿足計算精度要求,最終確定航站樓建筑在24個不同風(fēng)攻角下最小網(wǎng)格單元尺寸為0.01m,size function 的增長比控制為 1.2 ~ 1.3,最大網(wǎng)格單元尺寸控制為0.5m ~0.8m,計算域核心區(qū)的網(wǎng)格單元數(shù)量控制為120 萬~150 萬。 計算域核心區(qū)以外的影響區(qū)網(wǎng)格單元最大尺寸取為3m,整個計算域的網(wǎng)格單元數(shù)量控制為180 萬 ~200 萬。

1.3 湍流模型的選取

工程上常采用平均Navier-Stokes 方程[10]來計算流體的湍流流動:

圖4 湍流模型對平均風(fēng)壓系數(shù)的影響Fig.4 Influence of turbulence models on the average wind pressure coefficient

由圖4 分析可知,3 種湍流模型在預(yù)測指廊式航站樓流場流動的大致趨勢是一致的,在計算精度上相比于RNGk-ε模型和SSTk-ω模型,RSM 模型計算結(jié)果較為精確,這是因為RSM 模型比雙方程k-ε系列模型更嚴(yán)格考慮了漩渦、流線型彎曲等特征,對于復(fù)雜流場分析預(yù)測精度更高,但RSM 模型要聯(lián)合雷諾壓力和層流,故計算效率相對較低。 在PC 計算機(jī)進(jìn)行流體計算分析時,常采用 RNGk-ε模型和 SSTk-ω模型,RNGk-ε湍流模型是為高張力引起的湍流粘度降低而設(shè)計的,這是RNGk-ε湍流模型的缺點。 由于SSTk-ω湍流模型考慮了湍流剪切應(yīng)力在逆壓梯度邊界層的輸運,更適合模擬鈍體結(jié)構(gòu)的分離流動,綜合文獻(xiàn)[14 -16]分析,建議在計算指廊式航站樓建筑物平均風(fēng)力作用時,采用能滿足精度且計算方便的SSTk-ω湍流模型。

1.4 離散格式和求解算法的影響

在離散方程中對流項的離散格式常用的有二階迎風(fēng)格式和QUICK 格式,二階迎風(fēng)格式可以有效減小數(shù)值擴(kuò)散誤差,QUICK 格式具有三階精度的截差。 為了探究兩種對流項的離散格式對指廊式航站樓流場計算分析的影響,其CFD 數(shù)值計算結(jié)果如圖5 所示。

圖5 離散格式對平均風(fēng)壓系數(shù)的影響Fig.5 Influence of discrete format on the average wind pressure coefficient

由圖5 分析可知,QUICK 格式和二階迎風(fēng)格式對航站樓建筑表面平均風(fēng)壓計算結(jié)果總體上影響較小,QUICK 格式比二階迎風(fēng)格式可以獲得更好的計算精度,減少假擴(kuò)散誤差,各分區(qū)平均風(fēng)壓系數(shù)與風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)基本一致,可有效地改善航站樓建筑繞流的壓力場計算結(jié)果。

工程上應(yīng)用最為廣泛的流場計算求解方法有SIMPLEC 算法和 PISO 算法,SIMPLEC 算法通過改進(jìn)通量修正方法,有效地提高了計算收斂速度。 而PISO 算法增加了一個修正步,更好地同時滿足動量方程和連續(xù)方程。 求解算法對航站樓建筑計算結(jié)果的影響如圖6 所示。

圖6 求解算法對平均風(fēng)壓系數(shù)的影響Fig.6 Influence of solution algorithm on the average wind pressure coefficient

由圖6 分析可知,SIMPLEC 算法和 PISO 算法對航站樓建筑表面平均風(fēng)壓的計算結(jié)果總體上影響較大,SIMPLEC 算法與風(fēng)洞試驗結(jié)果更吻合,PISO 算法與風(fēng)洞試驗結(jié)果誤差較大,可見PISO 算法是針對非穩(wěn)態(tài)可壓流動的無迭代計算所建立的壓力速度計算程序,但對于指廊式航站樓所形成的網(wǎng)格歪斜度較大時,計算精度并不高,而對于指廊式航站樓的穩(wěn)態(tài)問題,SIMPLEC算法更適合。

1.5 不同縮尺比模型的影響

由于指廊式航站樓建筑體量大,需要選取合適的縮尺模型,因為適宜的縮尺模型影響著計算域的確定和網(wǎng)格的劃分。 為分析與探討指廊式航站樓建筑模型在CFD 數(shù)值計算時縮尺比的合理選取,其計算結(jié)果如圖7 所示。

圖7 模型縮尺比對平均風(fēng)壓系數(shù)的影響Fig.7 Influence of model scale on the average wind pressure coefficient

由圖7 分析可知,在指廊式航站樓建筑定常繞流流動計算中,模型幾何縮尺比變化對平均壓力分布特性的影響可忽略不計。 而模型縮尺比的選擇通常由風(fēng)洞試驗的試驗段截面尺寸決定。 在CFD 數(shù)值風(fēng)洞的分析中,模型縮尺比過小,由于鈍體尖角、轉(zhuǎn)角等的存在,在網(wǎng)格劃分時需要用更小的網(wǎng)格尺寸去適應(yīng),且常存在網(wǎng)格歪斜度大、網(wǎng)格質(zhì)量差等問題,常常引起網(wǎng)格不易劃分成功。 模型縮尺比較大,計算域的增大會導(dǎo)致網(wǎng)格單元數(shù)量急劇增加,計算時間增加和計算效率降低。 在經(jīng)過大量試算和分析的基礎(chǔ)上,對于指廊式航站樓建筑CFD 數(shù)值分析的模型縮尺比取為1∶100。

1.6 CFD數(shù)值風(fēng)洞計算參數(shù)選取

其他數(shù)值計算邊界條件等參數(shù)的選取參考文獻(xiàn)[13]。 綜合 1.1 節(jié) ~1.5 節(jié) CFD 數(shù)值計算的基礎(chǔ)性研究,確定指廊式航站樓CFD 數(shù)值風(fēng)洞計算時參數(shù)的選取,如表1 所示。

表1 指廊式航站樓CFD 數(shù)值風(fēng)洞計算參數(shù)的選取Tab.1 Calculation parameters selection for CFD numerical simulation of complex shape structure

續(xù)表

2 CFD數(shù)值計算方法精度評估

指廊式航站樓的大跨度曲面屋蓋在體型上具有非對稱性,且局部凹凸較大,因此建筑表面風(fēng)壓分布在不同風(fēng)向角下表現(xiàn)出不同的規(guī)律性,而風(fēng)向角是影響表面風(fēng)壓分布的主要因素。 因此,應(yīng)分析風(fēng)向角對建筑表面風(fēng)壓分布的影響。 圖8給出了航站樓建筑在24 個全風(fēng)向角下的平均風(fēng)壓系數(shù)的變化規(guī)律。

圖8 風(fēng)向角對平均風(fēng)壓系數(shù)的影響Fig.8 Influence of wind directions on the average wind pressure coefficient

由圖8 分析可知,風(fēng)向角是影響建筑表面平均風(fēng)壓分布的關(guān)鍵因素,在不同風(fēng)向角下建筑表面分區(qū)平均風(fēng)壓系數(shù)具有較大的變化梯度,如航站樓的6 區(qū)~8 區(qū)在24 個不同風(fēng)向角下表面風(fēng)壓具有相似變化趨勢,其分區(qū)平均風(fēng)壓系數(shù)呈二次拋物線變化,在180°風(fēng)向角時達(dá)到分區(qū)平均風(fēng)壓系數(shù)的極值。 因此,有必要對指廊式航站樓在全風(fēng)向角下采用CFD 數(shù)值計算方法進(jìn)行計算與分析,研究CFD 數(shù)值分析方法的可靠性和解的穩(wěn)定性。 限于篇幅,現(xiàn)將每3 個風(fēng)向角作為一組,其計算結(jié)果與風(fēng)洞試驗對比如圖9 所示。

圖9 兩種方法計算平均風(fēng)壓系數(shù)對比Fig.9 Comparison of two methods average wind pressure coefficient

由圖9 分析可知,在各風(fēng)向角下CFD 抗風(fēng)設(shè)計數(shù)值方法計算結(jié)果與風(fēng)洞試驗所得各分區(qū)的平均風(fēng)壓系數(shù)在分布規(guī)律總體上吻合較好,定性分析上符合結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓分布規(guī)律,定量分析上整個航站樓建筑表面大部分區(qū)域的平均風(fēng)壓系數(shù)誤差均小于20%,隨著風(fēng)向角的變化,誤差呈現(xiàn)出一定的離散性,其中在指廊區(qū)域11 區(qū)、12 區(qū)、南連接樓13 區(qū)和航站樓6 區(qū)、7 區(qū)、8 區(qū)誤差較大,約為30%。

由圖9a、b、h 分析可知,在 0° ~60°和315°~345°風(fēng)向角下表面平均風(fēng)壓系數(shù)與風(fēng)洞試驗結(jié)果相比,大部分區(qū)域的誤差小于20%,在6 區(qū)、7 區(qū)、8 區(qū),平均風(fēng)壓系數(shù)的數(shù)值計算結(jié)果均大于風(fēng)洞試驗結(jié)果,且誤差約為 30%。 在 0° ~60°風(fēng)向角下,表面風(fēng)壓變化規(guī)律具有一定的相似性,6 區(qū)、7 區(qū)、8 區(qū)的平均風(fēng)壓系數(shù)相對于其他區(qū)域較小,其值在 -0.2 ~ -0.4 范圍變化,而在其他區(qū)域均具有較大的負(fù)風(fēng)壓。 但在0°和60°風(fēng)向角下數(shù)值計算結(jié)果與風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)相比誤差呈現(xiàn)一定的離散性,其中誤差較大的區(qū)域共有5 個區(qū)域。 由圖9b、c 分析可知,在 75°、90°、105°風(fēng)向角下表面平均風(fēng)壓系數(shù)與風(fēng)洞試驗結(jié)果相比,絕大部分區(qū)域的誤差小于20%,只在南連接樓13 區(qū)誤差超過20%,且該區(qū)域平均風(fēng)壓系數(shù)的數(shù)值計算結(jié)果大于風(fēng)洞試驗結(jié)果。 由圖9b ~g分析可知,在 120° ~285°風(fēng)向角下表面平均風(fēng)壓系數(shù)與風(fēng)洞試驗結(jié)果相比,指廊區(qū)域11 區(qū)、12區(qū)和13 區(qū)誤差約為30%,且這些區(qū)域平均風(fēng)壓系數(shù)的數(shù)值計算結(jié)果均大于風(fēng)洞試驗結(jié)果。 但在165°、240°和255°風(fēng)向角下數(shù)值計算結(jié)果與風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)相比誤差呈現(xiàn)一定的離散性,其中誤差較大的區(qū)域共有6 個區(qū)域。

從誤差較大的分區(qū)位置可以看出,對于指廊式航站樓建筑,CFD 數(shù)值模擬湍流物理模型在計算與分析分離較為嚴(yán)重、流場較為復(fù)雜時其計算結(jié)果并不是十分理想,存在一些計算誤差較大的區(qū)域,計算時應(yīng)引起足夠的注意。 此外,網(wǎng)格的劃分是影響CFD 數(shù)值風(fēng)洞計算的重要因素。 網(wǎng)格尺寸常采用從內(nèi)到外逐漸增大的方式,因此,不可能所有的網(wǎng)格尺寸和網(wǎng)格數(shù)量都能很好地模擬建筑周圍風(fēng)場的流動。 同時由于南一指廊、南二指廊和南連接樓形成半U 形區(qū)域,相互之間氣動干擾作用強烈且風(fēng)場分布復(fù)雜,進(jìn)一步產(chǎn)生誤差效應(yīng),且隨著風(fēng)向角的變化,誤差呈現(xiàn)出強烈的不規(guī)律性。 故在CFD 數(shù)值風(fēng)洞計算時,應(yīng)建立與所分析建筑形體相適應(yīng)的網(wǎng)格劃分技術(shù),選取合適的網(wǎng)格單元、網(wǎng)格大小和網(wǎng)格數(shù)量,盡可能減少由于網(wǎng)格因素所造成的計算誤差,以提高數(shù)值計算的精度。

綜上所述,盡管目前CFD 數(shù)值風(fēng)洞還無法完全代替風(fēng)洞試驗技術(shù),但將其作為建筑初步方案抗風(fēng)設(shè)計和結(jié)構(gòu)體型優(yōu)化的輔助分析手段是可行的。 采用CFD 數(shù)值風(fēng)洞技術(shù)對建筑表面風(fēng)壓進(jìn)行初步研究,通過建筑形體的自適應(yīng)來降低結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng),得到建筑在風(fēng)荷載作用下較為合理的氣動外形。

3 結(jié)論

1.指廊式航站樓CFD 數(shù)值計算時,網(wǎng)格劃分宜采用分區(qū)劃分網(wǎng)格技術(shù)與size function 網(wǎng)格技術(shù)相聯(lián)合的方法,采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中Tet/Hybrid 網(wǎng)格類型,核心區(qū)最小網(wǎng)格單元尺寸宜為0.01m,size function 的增長比控制為 1.2 ~ 1.3,最大網(wǎng)格單元尺寸控制為0.5m ~0.8m,核心區(qū)的網(wǎng)格單元數(shù)量控制為120 萬~150 萬,核心區(qū)以外的影響區(qū)網(wǎng)格單元最大尺寸為3m,整個計算域的網(wǎng)格單元數(shù)量控制為180 萬~200 萬時CFD 計算結(jié)果較為理想。

2.指廊式航站樓CFD 數(shù)值計算時,湍流模型采用SSTk-ω模型,離散格式采用QUICK 格式,求解算法為SIMPLEC。 在定常流動計算中,模型縮尺比變化對平均壓力分布特性的影響較小,對于大型指廊式航站樓宜取為1∶100。

3.在指廊式航站樓表面風(fēng)荷載的抗風(fēng)設(shè)計分析時,CFD 數(shù)值計算方法基本可以達(dá)到工程精度的要求,在建筑風(fēng)場的定性分析上具有較好的吻合性,定量分析上也能達(dá)到一定的可靠度。 通過分析誤差的原因,得出網(wǎng)格劃分方式、湍流物理模型和航站樓各單體之間強烈的氣動干擾作用是造成CFD 數(shù)值計算誤差的主要原因,在計算和分析時應(yīng)進(jìn)行探討與研究,確定合理的參數(shù)取值。

4.在建筑方案階段,可以采用CFD 數(shù)值風(fēng)洞計算方法對指廊式航站樓形體風(fēng)壓進(jìn)行初步研究,獲取表面平均風(fēng)壓系數(shù)和周圍流場分布,作為結(jié)構(gòu)選型和初步設(shè)計的依據(jù),為建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)體型優(yōu)化提供一個設(shè)計方法。

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