非平稳强风下超高层建筑风致振动的大涡模拟研究

基本信息
批准号:51608075
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:闫渤文
学科分类:
依托单位:重庆大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:汪之松,李少鹏,钟永力,程唯,杨小刚,陈安全
关键词:
超高层建筑流固耦合非平稳强风大涡模拟全尺寸原型验证
结项摘要

With the rapid social and economic development in China, an increasing number of super-tall buildings have been built, which are typically wind-sensitive structures due to their high flexibility and low damping. Therefore, the wind-induced vibration of super-tall buildings under non-stationary strong winds should be shed more light upon.. This project will mainly utilize the Large-eddy simulation (LES), as well in the virtue of field measurements and wind tunnel tests, to investigate the wind-induced vibrations of super-tall buildings under non-stationary strong winds. Based on the long-term wind records collected during the field measurements, a deterministic-stochastic model for non-stationary wind speeds and the quantitative index for the non-stationarity will be established within this project. In addition, this project will develop a software package based on LES, which includes a synthetic method for generating the non-stationary wind speeds for LES and an efficient integrated FSI (Fluids-Structures Interaction) algorithm. In the virtue of field measurements of the wind effects and wind-induced vibration of a super-tall building, this project will conduct a full-scale validation for LES to choose the appropriate LES subgrid model, identify the source of errors and uncertainties, and improve the numerical accuracy. Based on the validated LES, the LES simulations will be performed to clarify the interaction mechanism between the non-stationary winds and the super-tall building and establish the quantitative relationship between the non-stationarity and the extreme responses of the super-tall building. .The outputs of this project are of great significance for the wind-resistant design of a super-tall building under non-stationary strong winds.

随着经济和社会的持续发展,我国兴建了越来越多的超高层建筑,这些建筑结构柔度高、阻尼小,属于典型的风敏感结构,因而在非平稳强风下的超高层建筑风致振动问题亟需研究。.本项目主要采用大涡模拟方法,并结合现场实测和风洞试验,开展非平稳强风作用下的超高层建筑风致振动机理研究。以多站点的长期现场实测风速数据为基础,建立风速非平稳模型和提出合理的风场非平稳性量化方法;发展成套的大涡模拟方法,包括非平稳风场入口生成方法以及一体化流固耦合方法;基于超高层建筑风效应和风致振动监测平台,开展非平稳强风下超高层建筑风振响应的大涡模拟全尺寸验证研究,明确误差来源,改进数值模拟技术,提高模拟方法的准确性;运用验证后的大涡模拟方法,揭示非平稳强风对超高层建筑的风致振动作用机理,建立流场非平稳性和高层建筑风振响应之间的量化关系。.研究成果对超高层建筑在极端风气候下的抗风设计具有重要的理论意义和工程价值。

项目摘要

本项目主要基于大涡模拟方法,并结合现场实测和风洞试验,开展强风作用下的超高层建筑风致振动机理研究。建立了成套的大涡模拟方法,包括适用于大涡模拟的非平稳风场入口生成方法以及高效一体化流固耦合算法;以超高层建筑风效应和风致振动监测平台为依据,开展非平稳强风下超高层建筑风振响应的大涡模拟全尺寸验证研究,改进数值模拟技术,明确误差来源和不确定度,提高模拟结果的准确性;基于验证后的大涡模拟方法,揭示非平稳强风对超高层建筑的风致振动作用机理。研究成果对超高层建筑在非平稳强风下的抗风设计具有重要的理论意义和工程价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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