基于大涡模拟的风致超高层建筑复杂运动数值模拟方法研究

项目名称： 基于大涡模拟的风致超高层建筑复杂运动数值模拟方法研究

项目编号： No.51408196

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 建筑科学

项目作者： 郑德乾

作者单位： 河南工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 超高层建筑高、柔的特点，使得风与结构的相互作用问题突显，在响应分析中需考虑气动弹性效应。与模型风洞试验相比，CFD数值模拟方便参数分析，在结构的方案及优化设计阶段具有显著优势，还可通过流场显示进行结构气弹响应机理分析。本课题将研究风与超高层建筑相互复杂作用的数值分析方法，着重解决紊流风场模拟精度和结构复杂运动时流场网格更新方法等基础问题。首先，结合改进的RFG方法和循环修正法合成LES入流脉动，提高紊流风场模拟精度。其次，采用基于势流原理的弹性体法和拉伸-扭转弹簧法，发展适用于结构复杂变形的流场网格更新方法。采用守恒分区迭代求解算法，搭建稳定高效的风与结构相互作用数值模拟平台。对比分析数值计算与典型超高层建筑风洞试验结果，验证本课题方法的正确性。最后，利用数值模拟方法来讨论偏心超高层建筑结构与风动态相互作用的特性及机理等重要问题。

中文关键词： 超高层建筑；大涡模拟；风致振动；入流脉动；流固耦合

英文摘要： Wind and structure interaction problems become gradually important for high, flexible super tall buildings. The aeroelastic effect has to be considered when analyzing wind-induced response of super tall buildings. Comparing with wind tunnel experiment, CF

英文关键词： super tall buildings；large eddy simulation；wind-induced vibration；inflow turbulence；fluid-structure interaction