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CFD稳态数值模拟的建议

近年来,建筑计算风工程的研究和应用得到了很大的进步,但其数值计算的精度非常重要。数值模拟是一种近似解,误差的大小决定了求解的精度,误差主要产生于三个方面:模型误差、离散误差和迭代误差。下面主要根据数值模拟方面的实践和体会,并参考一些资料,从数值模拟计算域的尺寸、计算网格、对流项插值阶数、湍流模型、数值模拟结果的判断等几个方面提出一些建议。同时还选取一个立方体实测模型的结果进行比较验证。

特征湍流

自然风状态下的大气边界层湍流可以看作是由平均风输运的一些尺度不同的旋涡的叠加;在统计上,可被处理为一平稳的高斯过程,采用达文波特谱或其他脉动风速谱来描述。当大气边界层湍流遇到建筑物后,会不可避免的产生分离、再附、旋涡脱落等现象,使其内部结构遭到破坏,此时的流动过程在统计特性上已明显区别于自然风状态下的大气边界层湍流,且与结构本身的几何特性密切相关,因此称之为特征湍流。

空间结构形态学的研究现状

目前国内的空间结构形态学研究处于起步阶段,而国外的形态学研究也才从20世纪末才有所发展,还没有形成一个系统的理论框架作为形态学的研究基础,仅仅是从内容上对空间结构形态学的一些方面作了相关的研究,并且在工程实践方面的经验也较少。本文从结构外形和结构内部拓扑关系的构思两方面按所使用的方法对当前空间结构形态学的研究发展和现状做一个大致的归类和总结。许多建筑学家和结构学家为了寻求合理的结构形态,探索和尝试了很多方法。目前结构形态的构思主要有:几何生成法、物理生成法、数值生成方法和仿生学方法等。

空间结构形态学的研究内容

人类经过千百年的进化,对于美的认识,是通过对自然界的观察和感悟形成的。而自然界的这些物体的形状与结构是符合物理规则的,简单的说是受力合理的。那么经过世代遗传必然在大多数正常人类心中所认为的美,也应是在力学上合理。

空间结构形态学的发展

结构形态学是从整体上研究建筑形状与结构受力之间的关系,目的在于寻求二者的协调统一。空间结构形式十分丰富多彩,而且往往凭借其合理形体来实现结构的高效率,因此形态学研究对空间结构具有重要意义。空间结构形态学的发展大致分为三个阶段。