基于CFD的復(fù)雜超高層建筑雙向流固耦合研究.pdf

1、現(xiàn)代超高層建筑越來越向著更高、更輕、更怪異的方向發(fā)展，這就給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提出更艱巨的挑戰(zhàn)。而高層建筑卻是現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中對(duì)風(fēng)荷載最為敏感的建筑結(jié)構(gòu)，在工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)把風(fēng)荷載提高到此類建筑的控制荷載的高度。重慶長(zhǎng)江國(guó)際雙塔超高層建筑是超高層建筑中的典型，它不僅高，而且是雙塔結(jié)構(gòu)，塔樓間的風(fēng)場(chǎng)擾動(dòng)無法用普通高層建筑的抗風(fēng)分析手段來研究，因此考慮流固耦合作用的風(fēng)致振動(dòng)分析對(duì)本工程就顯得格外重要。本文以其為研究對(duì)象，采用弱耦合算法并建立了雙向流固

2、耦合的耦合框架對(duì)該建筑的風(fēng)場(chǎng)與結(jié)構(gòu)的耦合作用進(jìn)行了研究，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　　 1.對(duì)基于計(jì)算流體力學(xué)即CFD的新版本ANSYS14.0中新增的流固耦合模塊進(jìn)行了研究，本文的整個(gè)流固耦合計(jì)算過程都是基于ANSYS WORKBENCH平臺(tái)，采用FLUENT+TRANSIENT STRUCTURAL并行耦合的雙向耦合方式進(jìn)行，中間數(shù)據(jù)交換平臺(tái)采用SYSTEM COUPLING模塊。
　　 2.針對(duì)雙塔建筑體型較普

3、通超高層建筑體型復(fù)雜，提出了簡(jiǎn)化其有限元模型的思路，原因是考慮到在流固耦合的計(jì)算過程中，風(fēng)場(chǎng)與結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)交換和傳遞僅在流固耦合交界面進(jìn)行(本文設(shè)定的流固耦合交界面只是建筑所有與外界大氣接觸的面)，而模型的細(xì)化會(huì)增加模型的網(wǎng)格數(shù)量和耦合計(jì)算難度。
　　 3.采用基于氣彈性風(fēng)洞試驗(yàn)的幾何相似性、動(dòng)力相似性、來流條件相似性以及質(zhì)量相似性的理論，對(duì)由ANSYS命令流建立的長(zhǎng)江國(guó)際有限元模型進(jìn)行了模態(tài)分析，給出了其一階振型曲線及頻率，為簡(jiǎn)