收藏本站
《浙江大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

同位网格离散与加密的实施及其在建筑风场模拟中的应用

王辉  
【摘要】: 气体流场的数值模拟,由于具有高效、快捷及费用低等的特点,在建筑风载与风环境的预测中正得到越来越广泛的重视和应用。风场数值模拟的预测效果,不仅取决于湍流模型与数值迭代方法,还强烈依赖于离散网格的质量及布局的合理性。 在建筑风场的数值模拟中,结构化网格由于具有列式简单、计算量小等优点而得到了广泛的应用;然而,目前国内外普遍采用的结构化网格均是基于计算前一次性布置的固定网格。这种网格通常很难适应实际风场中不同区域的风速、风压等的梯度变化要求,从而无法有效地捕捉到局部复杂流动的变化情况及其对建筑物产生的影响。本文的主要目的是提出并建立起一套能在计算过程中自适应调整的网格离散与加密方案并成功应用到单体及群体建筑风场的数值模拟中。 本文基于结构化正交网格,为便于实施网格加密,采用了变量同位存储的同位网格体系;为平抑该网格体系下的压力振荡问题,除采用动量插值方法外(单纯采用该方法不能完全平抑振荡),首次提出了在压力校正方程的界面流速中添加压力梯度差值项的方法,从而完全解决了建筑风场模拟中同位网格下可能出现的不合理压力场的问题。通过对同位网格下的边界条件的合理离散和处理,建立了同一网格可适用于不同风向来流风计算的网格离散格式,提高了正交结构化网格对不同风向的适用性。为提高数值模拟解的精度,将适应性网格局部加密(AMR)的思想应用到采用压力校正迭代算法的建筑风场模拟中,并提出了一种半自适应的层块网格加密方法。该方法的特点是:当某一层次网格取得收敛解后,程序根据误差分析自动判别并输出该层次网格内需加密的单元,由于需加密单元的分布一般较为离散和不规则,因此通过人工介入对这些单元进行组块并输入到计算机,程序便开始进行下一层次网格的迭代计算,直至得到满足最终收敛判据的解。 依据上述网格离散和加密方案,研制开发了风对建筑绕流的计算机模拟程序WSMR。程序采用FORTRAN语言编制,可实现二维和三维单体及群体建筑的绕流风场的模拟计算,获得建筑绕流风速、表面风压及湍流平均特性等数据;可通过对初始网格实施多层次的网格局部加密,以使风场解达到最终的精度要求。 采用编制的计算程序首先对一立方体建筑模型、一矩形截面高层建筑和一双坡屋面建筑的绕流风场进行了模拟计算,分别采用单域和多域加密方案对建筑周围的网格实施了局部加密,数值模拟结果与风洞试验结果以及其他研究者的非加密计算结果进行了比较。结果表明本文的同位网格体系及加密方法不仅简便可行、易于实施,而且能有效提高风场解的精度,其突出表现在建筑周围的绕流流态和建筑表面风压值更为准确。在此基础上,又对群体建筑风场的气动特性进行了模拟和分析,分别计算了两个建筑物因错位距离及通道间距的变化、多个建筑规则排列时因单个建筑高度及位置变化所引起的建筑周围风速和表面压力分布的变化,获得了建筑物之间由于气动相互干扰所引起的风场变化的初步规律。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU312

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 苏国;钝体高柔结构横风向气弹失稳机理的数值研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 齐静;基于CFD风热环境模拟的小区规划方案研究[D];河北工程大学;2010年
2 郝文兰;建筑物对风能集结强化的研究[D];山东建筑大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈水福,孙炳楠,唐锦春;建筑表面风压的三维数值模拟[J];工程力学;1997年04期
2 李义科,武文斐,符永正;建筑物表面风压分布随迎风面高度变化的数值模拟研究[J];工业建筑;1998年07期
3 汤广发,赵福云,周安伟;城市住宅小区风环境数值分析[J];湖南大学学报(自然科学版);2003年02期
4 吕文瑚,汤广发,文继红;建筑数值风洞的基础研究[J];湖南大学学报(自然科学版);1994年06期
5 陈水福,孙炳楠,唐锦春;建筑风载的数值模拟及其在微机上的实现[J];计算力学学报;1997年03期
6 关滨蓉,马国馨;建筑设计和风环境[J];建筑学报;1995年11期
7 齐辉,黄本才,郑本辉,林颖儒,徐晓明;益阳体育场大悬挑屋盖风压分布数值模拟[J];空间结构;2003年02期
8 张维,汤广发;风对建筑绕流流动的数值方法[J];空气动力学学报;1990年04期
9 沈建雄,黄兰洁;自适应网格局部加密方法在可压缩流场模拟中的应用[J];空气动力学学报;1991年03期
10 苏铭德,唐革风;高层建筑风载的数值模拟[J];空气动力学学报;1996年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李春祥;设置TLD钢结构高层建筑舒适度控制设计的实用方法[J];四川建筑科学研究;1999年02期
2 王修琼,张相庭;混合回归模型及其在群体结构风响应时域分析中的应用[J];四川建筑科学研究;2000年01期
3 贾彬;王汝恒;王钦华;王皆伟;;巨型框架刚性模型风荷载特性的风洞试验研究[J];四川建筑科学研究;2005年06期
4 赵敬源;邱永亮;;地下建筑热工环境的数值分析研究[J];四川建筑科学研究;2005年06期
5 熊曜;王汝恒;佟伟;;高层建筑风荷载研究成果的述评[J];四川建筑科学研究;2007年04期
6 王承启;李正良;晏致涛;张勋斌;祁仁俊;张坚;;数值模拟在重庆大剧院刚性模型风洞试验中的应用[J];四川建筑科学研究;2008年01期
7 李娜;韩庆华;;弦支穹顶结构风振响应参数分析[J];四川建筑科学研究;2008年01期
8 熊曜;王汝恒;贾彬;佟伟;;风压沿建筑物横向变化对规则巨型框架结构变形的影响[J];四川建筑科学研究;2009年04期
9 苏华;;水电站地下隧洞换热计算模型比较[J];四川建筑科学研究;2009年05期
10 焦燏烽;于英霞;陈水福;;相邻低层四坡屋面房屋在风荷载下的相互干扰作用[J];四川建筑科学研究;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢素明;李晓峰;兆文忠;李娅娜;;CAE建模与工程验证[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
2 石正军;唐涛;赵晓平;;多孔介质对自流式充气影响的数值模拟[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
3 刘凯礼;李博;雷雨冰;张堃元;;宽高比对二元高超声速进气道性能的影响研究[A];第一届高超声速科技学术会议论文集[C];2008年
4 李贵;孙蓓蓓;朱壮瑞;高晔;;基于FLUENT的发动机舱内部流场数值模拟[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
5 胡海洋;季辰;刘子强;白鹏;;大展弦比机翼亚声速静气动弹性数值计算研究[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
6 徐洪涛;李明水;廖海黎;蒲焕玲;;防风网气动特性参数的试验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
7 黄建栋;吴颂平;;矢量喷流对无尾三角翼飞机气动特性的影响[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
8 刘明;;导弹飞行过程动力学仿真[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
9 彭娅玲;张志国;汪礼;戴玛丽;;非稳态NACA翼型绕流兴波的数值模拟研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
10 沈兴荣;冯学梅;蔡荣泉;;大型集装箱船桨舵干扰粘性流场的数值计算研究[A];2007年船舶力学学术会议暨《船舶力学》创刊十周年纪念学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
3 鲁晶津;地球电磁三维数值模拟的多重网格方法及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 欧礼坚;船舶螺旋桨及推进装置故障诊断关键技术研究与应用[D];华南理工大学;2010年
5 王春林;旋流自吸泵设计及内部流动研究[D];江苏大学;2010年
6 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
7 胡英;混流式水轮机非定常紊流计算及性能预测研究[D];昆明理工大学;2008年
8 刘显茜;生物多孔材料非稳态收缩及其对传热传质影响研究[D];昆明理工大学;2010年
9 董磊;水下两相冲压式发动机工作机理的数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 郑朝荣;高层建筑风荷载吸/吹气控制的数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 刘鸣;双回路直线型圆管角钢组合型输电塔静动力分析[D];山东科技大学;2010年
3 苏超;变压吸附管道流体动力学特性研究[D];山东科技大学;2010年
4 张妍;叶轮前侧盖板流固耦合动力学特性研究[D];郑州大学;2010年
5 韩芳明;船用换热式惯性滤清器物理场耦合计算[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 魏国亮;多级压气机三维流场数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张哲衡;高能燃料燃烧流场的数值模拟与结构设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 李铁军;多级除尘器气动性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 崔广云;LED彩色打印机内部温度场的数值计算[D];大连理工大学;2010年
10 刘海朋;带有自由表面流动的N-S方程的数值解法[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林波荣,李莹,赵彬,朱颖心;居住区室外热环境的预测、评价与城市环境建设[J];城市环境与城市生态;2002年01期
2 余庄;张辉;;城市规划CFD模拟设计的数字化研究[J];城市规划;2007年06期
3 李保峰;高芬;余庄;;旧城更新中的气候适应性及计算机模拟研究——以武汉汉正街为例[J];城市规划;2008年07期
4 赵彬,林波荣,李先庭,江亿;建筑群风环境的数值模拟仿真优化设计[J];城市规划汇刊;2002年02期
5 钟伟强;国内外风力发电的概况[J];风机技术;2005年05期
6 胡晓峰;周孝清;卜增文;毛洪伟;;基于室外风环境CFD模拟的建筑规划设计[J];工程建设与设计;2007年04期
7 陈水福,孙炳楠,唐锦春;建筑表面风压的三维数值模拟[J];工程力学;1997年04期
8 胡文斌 ,吴小卫 ,孟庆林;小区规划与设计中建筑物理环境的计算机模拟[J];广东土木与建筑;2005年02期
9 汤广发,赵福云,周安伟;城市住宅小区风环境数值分析[J];湖南大学学报(自然科学版);2003年02期
10 陈水福,孙炳楠,唐锦春;建筑风载的数值模拟及其在微机上的实现[J];计算力学学报;1997年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杜王盖;建筑风场任意六面体同位网格系统的数值模拟[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵福云;城市住宅小区热环境数值模拟[D];湖南大学;2003年
2 刘继生;大跨结构表面风压及周围风环境的数值模拟[D];浙江大学;2004年
3 彪仿俊;建筑物表面风荷载的数值模拟研究[D];浙江大学;2005年
4 郁有礼;高层建筑物绕流风场的数值模拟研究[D];西安建筑科技大学;2005年
5 龚波;教学楼风环境和自然通风教室数值模拟研究[D];西南交通大学;2005年
6 张永震;搅拌釜式生物反应器的计算流体力学模拟[D];天津大学;2005年
7 冯源;山地城镇室外热环境的模拟与预测[D];重庆大学;2005年
8 李志强;三维建筑风环境及风压分布的数值模拟和实验研究[D];西安建筑科技大学;2006年
9 殷维;CFD软件在建筑环境研究中的应用与阶梯教室的自然通风研究[D];湖南大学;2006年
10 王承启;复杂体型建筑风荷载数值模拟及试验研究[D];重庆大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 徐扬;建筑环境中风能利用的模拟研究[D];山东建筑大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 陈水福,孙炳楠,唐锦春;建筑风载的数值模拟及其在微机上的实现[J];计算力学学报;1997年03期
2 李松波;用MacCormack二步格式计算无粘流场的数值实践[J];空气动力学学报;1983年04期
3 杨伟成;;探讨高层建筑冷风渗透规律的途径[J];建筑技术通讯(暖通空调);1986年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;上海将加密黄浦江下游北段越江隧道[J];城市道桥与防洪;2011年06期
2 陈冠胜;;移动办公安全技术分析及比较[J];中国电力企业管理;2009年30期
3 ;RFID电子护照与信用卡安全性堪虑[J];中国防伪报道;2011年07期
4 刘兰勤;屈艳红;张文峰;;振冲加固在处理坝基液化中的应用[J];河南水利;2004年01期
5 李永新;;框架结构钢筋工程存在的共性问题[J];建筑工人;2011年08期
6 王宇峰;;总干渠下伏掏砂洞灌浆治理试验研究[J];有色冶金设计与研究;2011年03期
7 赵玉珍;尹冬峰;;小浪底工程进水塔群基础固结灌浆设计施工[J];河南水利;2003年05期
8 丁文昌;刘雅萍;丁永昌;刘世祥;;黄河干流禹门口至三门峡大坝段GPS控制网布设与测量[J];河南水利;2003年05期
9 郑飞;;堤防建设问题探讨[J];现代商贸工业;2011年11期
10 姜晓艳;张菁;明祥;臧俏冰;于万军;姜淼;;沈阳地区待建风电场发电量定量预报方法研究[J];安徽农业科学;2011年24期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈丽;何岩;桑吉淼;;EPON系统的保密机制[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
2 张大海;徐建闽;;数字签名技术在高速公路不停车电子收费系统中的应用[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集(下册)[C];2004年
3 谢扬;王金凤;;浅谈公钥密码体制[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(一)[C];2008年
4 郑霁;丁筱春;;采用微软的CryptAPI进行公钥加密和解密[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年
5 何利;陶洋;;基于SSL的安全代理结构[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
6 王翠荣;陈书义;高远;;自组网络安全路由技术[A];第三届中国测试学术会议论文集[C];2004年
7 杨琳;;从电影《手机》想到个人短信加密[A];四川省通信学会2005年学术年会论文集[C];2005年
8 陈磊;;电子海图发布系统的设计与实现[A];2007'全国测绘科技信息交流会暨信息网成立30周年庆典论文集[C];2007年
9 郭智强;沈明玉;;椭圆曲线密码系统研究[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
10 刘方涛;杨智勇;;基于.NET的重庆永川职教中心综合管理系统的设计与实现[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(一)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 飞翔;双重加密 仍遭“黑”[N];电脑报;2005年
2 主持专家 飒飒;利用漏洞来加密[N];电脑报;2005年
3 本报记者 王娅莉;出租车计价器也要“加密”[N];中国质量报;2005年
4 主持专家:赵开代;为你的系统提供双重加密[N];电脑报;2005年
5 殷婷 刘立成 梁均贵;为何“加密”自动气象站网[N];湖北日报;2005年
6 小明;给QQ加密码有技巧[N];湖北科技报;2002年
7 文梅;加密王,给数据加“锁”[N];中国电子报;2001年
8 广东 李锋;就地取材来加密[N];电脑报;2004年
9 江苏 韶亚军;压缩加密刻光盘一气呵成[N];中国电脑教育报;2000年
10 水手;SSL加密增强FTP安全[N];中国电脑教育报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王辉;同位网格离散与加密的实施及其在建筑风场模拟中的应用[D];浙江大学;2004年
2 申建红;强风作用下高层建筑风场实测及模态参数识别研究[D];上海大学;2010年
3 黄少寅;主动网安全机制若干问题的研究[D];复旦大学;2004年
4 杜王盖;建筑风场任意六面体同位网格系统的数值模拟[D];浙江大学;2005年
5 徐孝彬;利用宇生同位素~(10)Be对青藏高原东南部沙鲁里山第四纪冰期事件的研究[D];南京师范大学;2004年
6 苏国;钝体高柔结构横风向气弹失稳机理的数值研究[D];浙江大学;2007年
7 王占全;基于地理信息系统空间数据挖掘若干关键技术的研究[D];浙江大学;2005年
8 史鸿声;可信嵌入式3D图形系统关键技术的研究[D];中国科学技术大学;2008年
9 金赞芳;城市(杭州)地下水污染源解析与修复技术研究[D];浙江大学;2004年
10 帅燕华;天然气组分及碳同位素动力学研究与地质应用[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵晓宇;图像加密技术及其安全性估计[D];浙江大学;2003年
2 陈东;蓝牙链路级安全性的研究和仿真实现[D];西南交通大学;2005年
3 张迅;数字电视条件接收系统的研究[D];电子科技大学;2005年
4 杨剑;应用数字证书的发票报销系统[D];太原理工大学;2005年
5 魏传瑾;网络终端信息防泄漏安全策略研究与实现[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
6 丁红;安防信息管理系统的研究与实现[D];苏州大学;2005年
7 莫非;win版纳税申报录入系统的开发与加密[D];天津大学;2004年
8 谢宇枫;硬盘主引导扇区数据保护研究[D];东华大学;2006年
9 周杰;基于GPRS监控调度系统安全性实现[D];西安建筑科技大学;2006年
10 姜颖连;条件接收系统的研究与实现[D];西南交通大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026