关键词： 气动弹性   干扰问题   涡激振动   计算流体动力学   计算风工程   高层建筑  

摘要： 风工程是研究大气边界层内的风与人类在地球表面的活动及其所创造的物体之间相互作用的一门交叉科学。风洞试验是研究风工程问题的主要方法，随着计算机技术和计算技术的发展，将计算流体动力学引入风工程的数值方法是继风洞试验之后的另一种手段。气动弹性问题是风工程问题的核心问题，本文采用数值方法来研究气动弹性问题中的涡激振动现象。基于松耦合方法，本文首先提出一种求解气动弹性问题的方法，在C语言环境下编制了用于求解二维和三维气动弹性问题的程序；然后对不同阻尼条件下二维圆柱横向涡激振动进行了计算，所得结果验证了本文方法的正确性和有效性：在此基础上，对二维圆柱和二维方柱的涡激振动进行了计算，详细考察了两串列方柱的干扰问题；最后对三维弹性高层建筑的涡激振动问题进行了计算。本文共有六章，各章的主要内容如下：\n 第一章为绪论。首先对风工程问题和气动弹性问题的基本概念及其研究方法进行了简单介绍：然后对湍流模型的发展进行了回顾和总结；结合数值计算的需要，最后对涡激振动的基本理论和研究现状进行了详细介绍。\n 第二章给出本文的数值模拟方法。通过对ALE理论和松耦合方法在气动弹性问题中应用的回顾，给出了本文的基于松耦合方法的求解气动弹性问题的数值模拟方法，并在C语言环境下编制了求解二维问题的程序：最后利用低雷诺数条件下具有不同阻尼的圆柱横向涡激振动对程序进行了验证，所得结果和已有文献的结果吻合，从而验证了本文方法的正确性和有效性。\n 以圆柱和方柱为例，第三章研究了典型二维柱体在单自由度和两自由度条件下的涡激振动问题。首先对低雷诺数条件下二维圆柱在两自由度条件下的涡激振动进行计算；然后对高雷诺数条件下二维方柱在单自由度和两自由度条件下的涡激振动进行计算；最后对二维柱体的旋涡脱落模式及气动力和位移之间的相位角随折减风速的变化规律进行了分析和总结，并给出了涡激振动是限幅振动的机理解释。\n 第四章研究了两串列方柱的干扰问题。首先对两固定串列方柱在不同间距(L/D：L表示两串列方柱中心的距离，D表示方柱的边长)条件下的气动干扰问题进行了计算，研究了两串列方柱的气动力、干扰因子以及旋涡脱落频率等气动参数随间距的变化规律；以L/D=6.

关键词： 计算风工程   平衡大气边界层   SSTk-ω   模型   大跨屋盖结构   风载体型系数  

摘要： 以温州机场新航站楼工程为背景,通过在数值模拟平台上建立数值风洞模型,对工程在考虑临近建筑干扰的工况下的平均风荷载进行了数值模拟仿真。在数值风洞模型中,着重对自保持平衡大气边界层的模拟进行了仔细考察。在基于提出的新的湍流来流边界条件下,对所使用的SSTk-ω湍流模型中的参数以及地面边界的粗糙度参数进行适当选取,使得这一计算风工程数值模拟中非常重要但同时难以解决的前提问题得到很好解决,从而避免了由于边界层的不恰当模拟引入的误差。对影响钝体绕流计算结果的重要因素诸如计算域构造、网格离散、湍流封闭模型、对流项离散格式等进行了仔细选取,从而提高了数值模拟的精度。

关键词： 大跨屋盖   风荷载   相干函数   锥形涡   气动抗风措施  

摘要： 通过综合一些典型大跨度平屋面结构的风洞试验结果,分析了这种结构风敏感方向的风压分布特征及其产生机理.用频域相干分析法间接地证实了锥形涡的存在,并指出它是造成此类结构角区附近负压显著偏大的主要原因.针对此类结构的风压分布特征,提出了气动抗风措施.试验结果显示它可以干扰锥形涡的形成,大大削减风敏感部位的风荷载值,使平均局部体型系数降低约50%.

关键词： 当前风险   形成原因   对抗风险   措施   政策调控  

摘要： 本文以研究当前国内经济热点房地产业存在的问题为目的,分析了现存的风险形成原因和以政府政策调控为主要对抗风险的手段的有效措施。得出如下结论:目前我国房地产业由于国内的不恰当投资以及随着人民币升值引发的境外热钱涌入,导致了极大的潜在风险。而对抗风险的必然和有效措施是依靠政府的政策调控。

关键词： 计算风工程   平衡大气边界层   标准k-ε模型   SST   k-ω模型  

摘要： 基于RANS方法构造满足水平均匀性的自保持平衡大气边界层是计算风工程中一个非常重要但尚未得到很好的解释和解决、同时也经常被忽略的前提问题。本文从描述湍流流动的模型方程角度对这个问题进行了研究。首先基于湍流平衡假设,从两方程标准k-ε模型导出一类近似满足大气边界层自保持要求的湍流来流边界条件;接着将本文建议的此类边界条件运用到模拟钝体建筑结构分离流动具有较好适用性的SST k-ω湍流模型中,通过数值风洞模拟对比算例,验证了作者提出的边界条件在构造自保持平衡边界层中的适用性。通过本文的理论和数值研究,一方面对研究平衡大气边界层的模拟问题提供了一种新的方法,另一方面也为风工程数值模拟提供了一类新的适用的来流湍流边界条件,将对增进计算风工程中模拟平衡边界层的理解有所帮助,因此具有理论和实用价值。

关键词： 当前风险   形成原因   对抗风险   措施   政策涧控  

摘要： 本文以研究当前国内经济热点房地产业存在的问题为目的,分析了现存的风险形成原因和以政府政策调控为主要对抗风险的手段的有效措施。得出如下结论:目前我国房地产业由于国内的不恰当投资以及随着人民币升值引发的境外热钱涌入,导致了极大的潜在风险。而对抗风险的必然和有效措施是依靠政府的政策调控。

关键词： 塑料门窗   荷载   计算   原理   方法   提高   风压性能   降低成本   措施  

摘要： 本文论述了风荷载标准值、塑料门窗主要受力杆件荷载、玻璃荷载计算原理与方法,纠正了业内某些不正确观点,评价了国外门窗荷载计算方法,并提出提高塑料门窗抗风压性能、降低成本的措施。

关键词： 体育场   环状悬挑屋盖   风荷载   计算风工程   数值模拟   湍流模型   人工粘性技术   谱密度   相干函数   风振响应  

摘要： 体育场环状悬挑屋盖是大跨悬挑屋盖的一种复杂类型，既具有一般大型体育场悬挑屋盖跨度大、结构柔等风敏感的特点，又具有风荷载及风环境复杂的特征，复杂的风荷载分布及由此引起的风致振动往往是控制结构安全性能的主要因素。在过去的研究中，研究人员主要侧重于简单的体育场悬挑屋盖模型，通过试验对矩形或弧形的单侧或双侧悬挑屋盖进行风荷载机理分析，总结风荷载分布规律，从荷载规范或建议的角度解决体育场悬挑屋盖设计的风荷载取值问题。由于结构形状复杂多变，有关方法在体育场环状悬挑屋盖的设计中难以应用。本文采用先进的数值计算技术，结合试验结果，深入研究了体育场环状悬挑屋盖风荷载的数值模拟方法及风振响应特性，提出了一种分析复杂大跨屋盖结构静动力荷载的高效方法，为大悬挑屋盖结构抗风设计提供依据。\n 本文首先针对复杂结构和模型的特点改进数值模拟方法，通过优化离散格式和改进湍流模型提高平均风荷载的模拟精度，并对多个实际的体育场环状悬挑屋盖上的平均风荷载进行了模拟和分析；在细致讨论了大涡模拟方法模拟脉动风荷载的性能之后，结合改进的准定常理论提出脉动荷载模拟的简化方法，并对各种体形的体育场环状悬挑屋盖脉动风荷载的谱密度特性进行了归纳总结；最后采用本文提出的大跨屋盖结构的完全背景与共振分量法对复杂屋盖结构的整体风振响应进行高效精确计算，详细分析了体育场环状悬挑屋盖风振响应的特性。\n 本文的主要工作有以下几个方面：\n 1．比较深一步地研究了复杂大跨屋盖结构平均风压数值模拟方法。首先简述计算风工程的理论，然后针对复杂大跨屋盖结构平均风压模拟的难点，从比较关键的计算收敛性和湍流模拟精度方面入手，采用人工粘性方法来稳定数值计算，同时结合实测风压数据提出改进的湍流物理模型，以提高复杂结构钝体边缘分离区的数值模拟精度。这些工作都是在CFX5软件平台上自编程序实现的。最后对一个实际的体育场环状悬挑屋盖平均风压进行数值模拟，将改进方法与原有数值模拟结果进行比较，验证改进的方法在计算风工程中的有效性。\n 2．给出稳态数值模拟的具体建议和评判标准，并分析比较不同环状悬挑屋盖上平均风荷载的特性。先从湍流模型、计算域的定义、湍流入口条件、网格分布形式、迎风格式离散阶数、收敛标准各个方面给出具体建议，再给出数值模拟结果可靠性的评判标准，使数值模拟尽量标准化，减少复杂结构上稳态数值模拟的误差因素；随后重点对三个不同类型环状体育场悬挑屋盖平均风压进行预测，将数值模拟结果与风洞试验比较，结合风洞试验的结果，分析环状悬挑屋盖上平均风荷载的特性。\n 3．尝试进行了体育场悬挑屋盖上脉动风荷载的数值模拟，并分析了环状悬挑屋盖上脉动风荷载的特性。针对简单体育场悬挑屋盖模型，采用Smagorinsky模型、动力亚格子模型、一方程模型三种亚格子应力模型进行大涡模拟，用数值方法研究体育场悬挑屋盖上脉动荷载产生机理，并分析各种方法精度，其中后两个亚格子应力模型由自编程序实现。针对大涡模拟在复杂三维模型中的应用困难，结合改进准定常理论提出脉动荷载均方值的数值模拟方法，实现脉动荷载的近似模拟。最后，根据风洞试验测量的风压时程数据，总结各种环状悬挑屋盖上脉动风荷载的自谱特性及相干特性。\n 4．采用协方差积分法结合柔度矩阵精确求解背景分量，提出大跨屋盖结构的完全背景与共振分量响应方法，编写了大跨屋盖结构完整的风荷载分析程序，对体育场环状悬挑屋盖进行风振计算及相关因素分析。\n 以随机振动理论为基础，用有限元方法分析结构风振响应，并从数值计算效率的角度，采用双精度稀疏矩阵格式对振动方程的完全二次方结合法(CQC，Complete Quadratic Combination)进行高效精确计算。并将CQC法分离成背景和共振响应两个分量，直接采用协方差积分法结合柔度矩阵精确求解背景分量，提出大跨屋盖结构的完全背景与共振分量响应方法，其中共振分量考虑模态交叉项的作用。在对两个体育场环状悬挑屋盖振动特性进行分析之后，考察了各种大跨屋盖结构风振分析方法的精度，并分析了两个体育场环状悬挑屋盖风振计算中的相关因素，主要包括参振模态数目、荷载谱密度、相干函数的影响，背景与共振分量的作用等。本章工作编写了相对完整的风振分析程序DWIND，采用用户化界面输入模型和参数，使复杂结构的风振分析可以方便实现，并适合工程应用。

关键词： 塑料门窗   荷载   计算   原理   方法   提高   风压性能   降低成本   措施  

摘要： 本文论述了风荷载标准值、塑料门窗主要受力杆件荷载、玻璃荷载计算原理与方法,纠正了业内某些不正确观点,评价了国外门窗荷载计算方法,并提出提高塑料门窗抗风压性能、降低成本的措施。

关键词： 抗风柱   屋架   防风柱   建筑物基础   地震力   地震荷载   地基容许承载力   风荷载   风的动压力   地基承载力   承重墙   坚硬土层  

摘要： 力学是物理学中一个重要分支,研究的是物体机械运动的规律.力学知识在生产和科学研究中极为重要,尤其是在工程应用中.教学中,要激发学生学习兴趣,就必须从广泛的实际应用开始,在生活实践中认识力的规律,克服并积极预防因处理不当造成的危害.