计算风工程中k-ε模型的一类边界条件 被引量：25

1

作者 杨伟 顾明 陈素琴 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2005年第1期97-102,共6页

给定适当的湍流来流边界条件是计算风工程中一个重要的问题。然而通常情况下 ,由于问题的复杂性 ,很难给定一个既满足边界层自保持要求又与试验相符的边界条件。本文首先从模型方程本身出发 ,推导出一类近似满足κ ε模型自保持边界条... 给定适当的湍流来流边界条件是计算风工程中一个重要的问题。然而通常情况下 ,由于问题的复杂性 ,很难给定一个既满足边界层自保持要求又与试验相符的边界条件。本文首先从模型方程本身出发 ,推导出一类近似满足κ ε模型自保持边界条件要求的湍动能表达式。此表达式与有关文献建议的湍流边界条件比较 ,可以考虑湍动能随高度的变化 ,因而更符合实测规律 ;然后基于风洞试验数据 ,定义了一组k ε模型中的模型常数 ;最后通过模拟风洞试验的算例 ,验证并分析了此类湍动能边界条件配合试验常数 ,在标准k 展开更多

关键词 边界条件 k-ε模型 湍动能 湍流 近似 表达式 常数 计算风工程 风洞试验 实测

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风工程数值模拟中平衡大气边界层的研究与应用 被引量：36

2

作者 杨伟 金新阳 +1 位作者 顾明 陈素琴 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期1-5,共5页

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... 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。 展开更多

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

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风对定日镜影响的计算流体动力学数值模拟 被引量：12

3

作者 卢春玲 李正农 李秋胜 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2010年第1期185-191,共7页

利用linux系统下软件平台Fluent 6.3的并行计算技术和实用的结构网格划分方法,基于Reynolds时均方程,分别采用两种湍流封闭模型:标准k-ε和MMK修正的k-ε模型,模拟计算了定日镜结构的平均风压系数、阻力、升力以及力矩系数和平均风流场... 利用linux系统下软件平台Fluent 6.3的并行计算技术和实用的结构网格划分方法,基于Reynolds时均方程,分别采用两种湍流封闭模型:标准k-ε和MMK修正的k-ε模型,模拟计算了定日镜结构的平均风压系数、阻力、升力以及力矩系数和平均风流场。分析了定日镜镜体平均风压、平均风流场的分布规律和特点;并将数值计算结果与风洞试验进行了比较。结果表明,基于Fluent6.3的MMK修正的k-ε模型较之标准k-ε模型有更好的预测效果。 展开更多

关键词 计算风工程 定日镜 数值模拟 k-ε湍流模型

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近壁区网格Δy对TTU建筑风场湍流计算的影响 被引量：3

4

作者 余志祥 闫雁军 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2012年第6期46-51,共6页

为了研究近壁区网格厚度Δy对建筑物风场绕流时湍流计算结果的影响,提高k-εEARSM湍流模型用于建筑物数值风洞模拟的准确性,结合TTU试验建筑的实测数据,以Δy为参数进行了数值风洞模拟。对k-εEARSM的雷诺方程进行了解析,并推导了Δy的... 为了研究近壁区网格厚度Δy对建筑物风场绕流时湍流计算结果的影响,提高k-εEARSM湍流模型用于建筑物数值风洞模拟的准确性,结合TTU试验建筑的实测数据,以Δy为参数进行了数值风洞模拟。对k-εEARSM的雷诺方程进行了解析,并推导了Δy的简化计算公式。基于准稳态时步逼近技术,计算了(y=0.001、0.005、0.01、0.05和0.1m等5种工况下的时均流态,对绕流特征、湍动能分布和中轴线脉动风压系数、平均风压系数进行了比较。研究表明,过小的Δy会导致高湍动区渗透进入近壁区,计算稳定性变差;过大的Δy则会降低高湍动区计算结果的准确性。据此,给出兼顾模拟精度与计算稳定性要求的Δy变化范围为0.01～0.05m;并给出了Δy上限值的经验计算公式。 展开更多

关键词 计算风工程 近壁区网格 湍流计算 k-ε EARSM TTU建筑

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屋面光伏板风荷载特性数值分析 被引量：16

5

作者 张爱社 高翠兰 +1 位作者 申成军 张兵 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期683-688,737,共7页

风荷载在屋面光伏阵列结构体系设计中起控制作用。采用计算风工程的方法分析讨论了屋面光伏板的风荷载特性。数值算法采用分离涡模拟方法。数值计算结果与现有风洞实验数据的比较,验证了本文方法的正确性。考虑影响光伏板风荷载的因素... 风荷载在屋面光伏阵列结构体系设计中起控制作用。采用计算风工程的方法分析讨论了屋面光伏板的风荷载特性。数值算法采用分离涡模拟方法。数值计算结果与现有风洞实验数据的比较,验证了本文方法的正确性。考虑影响光伏板风荷载的因素主要有光伏板在屋面上的安装位置、安装倾角、光伏阵列之间的距离和风向等。计算结果表明,屋面处脱落的涡对安装在不同位置的光伏阵列风荷载的影响较明显。当倾角由15°增加到45°时,电池板受到的风荷载随着倾角的增加而增大。在一定阵列间距范围内,光伏板风荷载主要表现为前排对下游光伏板的遮挡影响。本文方法与结果能为屋面光伏建筑结构设计提供重要参考。 展开更多

关键词 风荷载 光伏板 计算风工程 分离涡模拟 湍流

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高层建筑三维定常风场数值模拟 被引量：104

6

作者 杨伟 顾明 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期647-651,共5页

基于软件平台Fluent 6 ,采用混合网格进行网格划分 ,选用标准k ε和Realizablek ε两种湍流模型计算了大气边界层中单栋高层建筑的定常风流场 ,并将数值计算结果与风洞试验进行了比较 .结果表明基于Fluent 6的标准k ε模型和Realizablek... 基于软件平台Fluent 6 ,采用混合网格进行网格划分 ,选用标准k ε和Realizablek ε两种湍流模型计算了大气边界层中单栋高层建筑的定常风流场 ,并将数值计算结果与风洞试验进行了比较 .结果表明基于Fluent 6的标准k ε模型和Realizablek ε模型均能给出工程应用精度的结果 ;但相对而言 ,Realizablek 展开更多

关键词 计算风工程 高层建筑 数值模拟

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相邻高层建筑表面风压的数值模拟 被引量：11

7

作者 汤树勇 陈水福 唐锦春 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期159-163,共5页

采用数值模拟方法对一幢由主楼和配楼组成的复杂高层建筑的表面风压进行了模拟计算,考虑了相邻一幢高层建筑对风压分布的影响。计算得到的风压值还与风洞试验值作了比较。结果表明,数值模拟较好地反映了复杂高层建筑的周围流线和表面风... 采用数值模拟方法对一幢由主楼和配楼组成的复杂高层建筑的表面风压进行了模拟计算,考虑了相邻一幢高层建筑对风压分布的影响。计算得到的风压值还与风洞试验值作了比较。结果表明,数值模拟较好地反映了复杂高层建筑的周围流线和表面风压的分布情况;同时,由于相邻建筑物的存在,使得原有建筑的时均流线分布尤其是涡流的数目和尺度以及建筑表面的时均风压分布均发生了较明显的改变。 展开更多

关键词 相邻高层建筑 计算风工程 风压分布 流动风 数值模拟 控制微分方程 边界条件

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塔桅结构三维定常风场风洞试验及数值模拟 被引量：5

8

作者 白桦 胡兆同 胡庆安 《建筑科学与工程学报》 CAS 2008年第1期60-64,共5页

利用风洞试验对杭州湾跨海工程海中平台及观光塔模型在各种风向角下的风压分布情况进行了测试,研究了观光塔结构在不同方向风荷载作用下风压的变化情况。采用FLUENT 6软件平台,选用标准k-ε和Realizable k-ε2种湍流模型计算了大气边界... 利用风洞试验对杭州湾跨海工程海中平台及观光塔模型在各种风向角下的风压分布情况进行了测试,研究了观光塔结构在不同方向风荷载作用下风压的变化情况。采用FLUENT 6软件平台,选用标准k-ε和Realizable k-ε2种湍流模型计算了大气边界层中杭州湾跨海工程海中平台与观光塔的定常风流场,并将数值计算结果与风洞试验结果进行了比较。结果表明:基于FLUENT6的标准k-ε和Realizable k-ε模型均能给出工程设计要求的精度;但对建筑物的不同位置,2种模型反映的精度有所区别。该研究可为精确计算风荷载提供依据,对工程设计有较好的参考价值。 展开更多

关键词 风洞试验 计算风工程 塔桅结构 表面压力 数值模拟

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干扰效应对高层住宅建筑风压差系数的影响 被引量：3

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作者 杨洁 涂光备 张旭 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1442-1446,共5页

以 2幢相邻高层住宅建筑物为物理模型 ,以表征自然通风主要动力的风压差系数Cp′为研究对象 ,采用计算风工程学的方法进行干扰效应对自然通风影响的研究 ,并对采用的数值方法进行风洞试验验证 .研究结果表明 :上游建筑物的存在对下游建... 以 2幢相邻高层住宅建筑物为物理模型 ,以表征自然通风主要动力的风压差系数Cp′为研究对象 ,采用计算风工程学的方法进行干扰效应对自然通风影响的研究 ,并对采用的数值方法进行风洞试验验证 .研究结果表明 :上游建筑物的存在对下游建筑物上的Cp′值干扰作用明显 ;来流方向对上游和下游建筑物上的Cp′值影响都很大 ,增大来流入射角有利于建筑物上Cp′值的提高 ;在常见的住宅建筑群建筑间距范围内 ,增大建筑间距不能有效地提高受扰建筑物的Cp′值 . 展开更多

关键词 计算风工程 高层住宅建筑物 风压差系数 干扰效应 自然通风

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某中央商务区行人风环境初步评估 被引量：2

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作者 方平治 王强 +2 位作者 许建明 谈建国 顾明 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期39-46,共8页

采用数值模拟方法,对某中央商务区高度简化建筑群的风环境进行了计算,在此基础上,结合附近自动气象站的风速观测数据,对该区域的行人风环境进行了初步评估。数值模拟方法采用了修正的壁面函数,保证了建筑群所处的未受干扰的风场参数和... 采用数值模拟方法,对某中央商务区高度简化建筑群的风环境进行了计算,在此基础上,结合附近自动气象站的风速观测数据,对该区域的行人风环境进行了初步评估。数值模拟方法采用了修正的壁面函数,保证了建筑群所处的未受干扰的风场参数和来流边界条件一致。行人风环境评估结果表明:在重点关注的3栋超高层建筑中间,当盛行东南风时,行人的某些活动受到影响,即该项活动不满足本文选定的行人风环境评价标准。 展开更多

关键词 计算风工程 中央商务区 行人风环境 修正的壁面函数

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平衡大气边界层自保持及TTU风压数值模拟 被引量：2

11

作者 杨磊 李磊 杨向龙 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期470-475,共6页

构造合理且满足水平均匀性的大气边界层是计算风工程的一个重要难题.基于雷诺平均方法,采用标准k-ε湍流模型,结合Richards&Hoxey入口条件,对数值风洞的顶面边界条件施加剪切应力修正,进行二维空流场的平衡大气边界层模拟,给出了一... 构造合理且满足水平均匀性的大气边界层是计算风工程的一个重要难题.基于雷诺平均方法,采用标准k-ε湍流模型,结合Richards&Hoxey入口条件,对数值风洞的顶面边界条件施加剪切应力修正,进行二维空流场的平衡大气边界层模拟,给出了一类能够较好满足大气边界层自保持要求的流场边界条件.并将此类边界条件同时运用到标准k-ε湍流模型和SST(shear stress transport)k-ω湍流模型中,针对美国德克萨斯技术大学模型场地试验进行三维流场全尺寸数值模拟,验证了所提边界条件对上述两类双方程湍流模型在低矮建筑钝体绕流的适用性. 展开更多

关键词 计算风工程 平衡大气边界层 水平均匀性 标准k-ε湍流模型 顶部边界条件 德克萨斯技术大学模型

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基于标准k-ε模型的平衡大气边界层模拟 被引量：20

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作者 张建 杨庆山 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期729-735,共7页

基于标准k-ε模型和FLUENT软件,采用适当的平均风和湍流特征量入口条件,同时在壁面处采用修正壁面函数边界条件,进行空流场的平衡大气边界层模拟。将流场中不同位置处的平均风廓线、湍动能及其粘性耗散等流动特征量的廓线进行对比。结... 基于标准k-ε模型和FLUENT软件,采用适当的平均风和湍流特征量入口条件,同时在壁面处采用修正壁面函数边界条件,进行空流场的平衡大气边界层模拟。将流场中不同位置处的平均风廓线、湍动能及其粘性耗散等流动特征量的廓线进行对比。结果表明,采用标准k-ε模型结合修正壁面函数对气流流经粗糙度相同的壁面时,不同位置处流动特征量的廓线吻合程度均较高。研究提出对建筑绕流等问题模拟之前需进行空流场的平衡性进行分析,另对文中尚未解决的问题进行讨论并提出解决思路。 展开更多

关键词 计算风工程 平衡大气边界层 标准k-ε模型 修正壁面函数

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