大气边界层对建筑物数值模拟影响

采用了一种大气边界层自保持的方法,并基于sstk-ω湍流模型,从压力等值线、平均风速和湍动能等方面,对建筑物表面风压进行了研究,指出大气边界层自保持方法可以应用于建筑物风压计算中。

基于风洞系统对建筑结构所处的大气边界层风场进行试验研究,结果表明在风洞中采用尖劈和粗糙源组合的被动控制方式,能够实现建筑结构来流风场的模拟,其平均风速剖面、湍流强度及脉动风功率谱密度模拟结果与规范要求一致性非常好。

通过对平板湍流边界层进行大涡模拟,采用拟周期边界条件维持湍流边界层厚度稳定,提取速度和压力时程作为低矮建筑绕流模拟之脉动入流边界条件,研究脉动入流下的低矮建筑绕流特性。研究结果表明:入流边界特性对网格变化适应性良好,其平均速度剖面、湍流强度、流速频谱特性基本符合空旷地貌风场特性;脉动入流下,建筑表面的平均风压系数、脉动风压系数的计算结果与风洞试验结果基本吻合。受雷诺数及湍流强度的影响,流动分离区负压与试验值存在一定差别;屋盖上分离区风压时程具有非高斯概率特性,尤以气流分离较剧烈的屋盖迎风边缘及屋盖两侧风压的非高斯特性明显,该特征与风洞试验基本一致;受非高斯特性的影响,建议峰值因子g取4.5~5.5。

利用一个大涡模式对一个方形建筑物周围的气流场进行了模拟,并与相应的风洞实验结果进行比较,对比结果表明大涡模拟方法可以精细地反映建筑物周围的流场特征。在此基础上,将拉格朗日随机游动扩散模式与大涡模式相结合,对在受建筑物影响的气流场中的大气污染物扩散进行模拟,模拟结果表明该方法可以很好地模拟出在建筑物影响下的气流变形所引起的各种污染物散布情况。建筑物周围的气流结构特性使得建筑物顶部污染源位置的细小变化可能造成建筑物周围污染物分布形势的很大不同,特别是对建筑物背风侧的空腔区内地面污染物浓度有着很大的影响。当排放源高度从z/h=1.05(h为建筑物高度)变化到z/h=1.25后,建筑物背风侧空腔区的地面浓度迅速下降,污染物地面浓度的高值区出现在空腔区后侧的地面;当排放源高度由z/h=1.25变化至z/h=1.28后,污染物基本被输送出模拟区域,建筑物后侧区域地面污染物浓度为零;当污染源出现在建筑物背风侧的空腔区近地面时,污染物会在局地滞留,形成地面污染物浓度的高值。

文章结合某一强夯工程实例,利用bim技术中midas数值软件模拟了在强夯冲击荷载作用下,产生的振动对临近建筑物的受力和变形影响。分析了在一定受力、变形特征的各因素,探讨了强夯振动对临近建筑物的影响程度;提出合理的强夯设计施工参数、强夯安全施工距离及有效的减振隔振措施,为今后类似的工程的设计与施工提供借鉴与指导。

为研究类矩形盾构施工对邻近十字交叉梁基础框架建筑物的影响,基于建筑物-土体-隧道之间的共同作用,本文采用midas/nx软件建立类矩形盾构隧道垂直下穿十字交叉梁基础框架建筑物的三维有限元模型,考虑隧道水平位置改变和土质条件的影响,分析建筑物受类矩形盾构施工影响的变形和受力规律。研究结果表明,当隧道轴线到建筑物中轴线的水平距离l=0m时,随着隧道开挖的进行建筑物的沉降量增大；框架最大第一主应力和最大剪应变总体上增大；土质条件改变影响较大；随着l增大,框架的最大第一主应力和最大剪应变呈现减小趋势,建筑物产生向隧道一侧的倾斜,l增大到一定距离后建筑物几乎不受影响。

进行了湄余公路某标段换土填石基坑开挖施工过程对邻近建筑物的影响的数值模拟研究,并提出了相应的地基加固措施和建议,以保证民房安全的情况下,公路换土填石顺利施工。

基坑开挖引起的近邻建筑物沉降变形是多种因素耦合作用的结果,现有的计算理论很难考虑这种多因素的耦合作用。针对这一问题,采用大型工程软件flac-2d对土钉墙支护形式下基坑开挖引起的近邻建筑物沉降问题进行了数值模拟分析,得出了一些基本结论:基坑开挖深度较小时,建筑物的绝对沉降量随基坑开挖深度的增加而接近线性增加,并受建筑物层数的影响较大;建筑物的不均匀沉降随基坑开挖深度的增加而增加,但增加量随建筑物距基坑距离的增加而减小;建筑物的倾斜方向随建筑物与基坑距离的增加由背离基坑方向转变为朝向基坑方向等。

文章结合某一强夯工程实例,利用bim技术中midas数值软件模拟了在强夯冲击荷载作用下,产生的振动对临近建筑物的受力和变形影响。分析了在一定受力、变形特征的各因素,探讨了强夯振动对临近建筑物的影响程度;提出合理的强夯设计施工参数、强夯安全施工距离及有效的减振隔振措施,为今后类似的工程的设计与施工提供借鉴与指导。

文章结合某一强夯工程实例,利用bim技术中midas数值软件模拟了在强夯冲击荷载作用下,产生的振动对临近建筑物的受力和变形影响。分析了在一定受力、变形特征的各因素,探讨了强夯振动对临近建筑物的影响程度；提出合理的强夯设计施工参数、强夯安全施工距离及有效的减振隔振措施,为今后类似的工程的设计与施工提供借鉴与指导。

湖北省武汉市某办公楼深基坑工程利用信息化施工对周边建筑物沉降变形进行实时监测,确保了基坑工程和周围建筑物的安全。利用沉降位移监测数据,通过基于rbf神经网络的位移反分析方法和有限差分数值模拟软件flac3d对深基坑分步开挖与支护过程进行实时工况数值模拟计算,并对计算结果进行分析,为同类工程设计与施工提供参考依据。

本文运用已建精细城市pbl模式,用拖曳力法考虑城市建筑物的影响,并以北京前三门地段板房为例,通过8个数值试验具体研究了建筑物对气象场的影响。结果表明:前三门地段板房的有无对风速、湍能和nox浓度的影响较明显。有板房比没有板房时30m处水平总风速减少0.03～0.10m/s,湍能增大0.02～0.14m2/s2。板房对水平总风速的影响大于0.01m/s的范围为:迎风向和背风向约400～500m,侧风向约100～200m;垂直方向的影响高度约为150m,在30m高度附近影响最大。对湍流动能的影响范围与风速的类似。对nox浓度的影响以地面为最大,其影响程度及影响范围和板房与污染源的相对位置以及板房与周围建筑物的距离有关。总之,在高分辨的边界层模式中,用拖曳力法考虑城市建筑物的影响是可行和必要的。

1 平板边界层速度分布测量实验指导书 实验目的： 通过零迎角平板流动的流速测量，获取流速沿物面法向分布。 学习总压管测速。 实验装置和仪器： （1）风洞：回流开口小型风洞，试验段见 右图，矩形有机玻璃管道中夹放一 金属板，来流沿管道被该板分开， 从出口流出。出口截面的静压为大气 压。 （2）偏平总压探针头：偏平总压探针头顶可 在出口截面内水平移动，移动量由微分尺控制。 （3）酒精斜管压力计：斜角θ=30o，系数k=1.0, 一头通大气，另一头接总压探头。 实验原理： 测量原理，就是伯努利定理：不计重力，气流的动压和静压之和为总压。 设总压为p0，则)(])()([ 2 1 )(220ypyvyuyp（1） y为探头中心距平板的距离，u、v分别为平行于平板的流速和平板法向的流速， p为当地静压，ρ为气流的密度。 因为apyp)(，uv 由（1）可得 ])([2)(

基于边界元方法对二维结构物出水进行数值模拟,分析该过程的水动力问题.模型假定流体不可压缩,并忽略黏性;结构物为刚体,以恒定速度垂直出水.基于拉格朗日网格追踪每一点的运动和速度势的变化,计算出水过程中的非线性自由液面.结果表明,在临近自由表面时,结构物上方的自由液面形成一个隆起区;同时,结构物受到垂直向下的水动压力明显增大.

409 国家重点基础研究发展规划(2010cb428501)和863计划(2008aa06a415,2009aa06a41802)资助 收稿日期:2012-04-01;修回日期:2012-05-08;网络出版日期:2012-10-24 网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2442.n.20121024.1339.015.html 北京大学学报(自然科学版),第49卷,第3期,2013年5月 actascientiarumnaturaliumuniversitatispekinensis,vol.49,no.3(may2013) 冷却塔对大气扩散影响的数值模拟 蔡旭晖 1,?刘晓1康凌2刘新建3 1.北京大学环境科学与工程学院环境科学系

基坑开挖及降水引起周围地面不均匀沉降并导致周围建筑物倾斜、开裂等问题,一直以来都受到人们的关注。在总结当前地面沉降计算方法的基础上,结合具体工程实例采用弹塑性有限单元法模拟基坑支护、降水以及开挖步骤,分析其对周围地面沉降及建筑物的影响。计算分析结果表明,施工支护条件对支护结构周围土体影响较大,考虑降水和不考虑降水计算结果相差20mm左右,表明抽水引起的变形较大,最后提出了减少沉降的主要措施。

海洋底边界层中实测海流的垂直分布I1余流边界层-海洋科学

针对有限单元法模拟实际为半无限土体时有限边界分析模型会引起较大误差的缺点,引入黏弹性人工边界结合有限元数值模型以便准确地描述循环动荷载作用下地基的响应问题。分别采用固定边界、黏性边界及黏弹性边界有限元3种方法计算了交通荷载作用下的地基响应。通过与lamb问题解析解对比分析表明,黏弹性边界有限元数值模型的计算结果与解析解非常吻合,而固定边界、黏性边界数值模型的计算结果存在不合理现象。算例表明研究交通荷载作用下地基响应时,尤其是分析重复交通荷载作用下的残余变形,宜采用黏弹性边界有限元模型。

采用正交曲线坐标对赤水河鲢鱼溪码头河段计算域进行了坐标拟合,用有限体积法(simplec程式)对拟合坐标系下的水流基本控制方程进行了离散,在求解过程中采用了欠松弛技术和逐线迭代法。分析了鲢鱼溪码头工程前后河段内水位、比降及水流流速的变化。研究了码头前沿船舶泊稳条件和码头工程建设对洪水位的影响,得出了在赤水河鲢鱼溪弯道凹岸建港可以将岸线适当推向河心的认识。

以合肥市新交通大厦地铁车站深基坑工程为依托,利用flac3d有限差分数值计算软件,对该基坑开挖和支护的全过程进行了数值模拟,研究了基坑开挖对周围建筑物的沉降变形影响。结果表明,新交通大厦深基坑开挖对周边建筑沉降影响不大。建筑沉降随开基坑开挖深度的增大而增大,且沉降位移主要受基坑一、二、三层施工工况影响较大。

地下水是宝贵的自然资源,同时给地下工程带来的负面影响不容忽视。特别是针对建筑物地基而言,地下水位的上升和下降可直接导致建筑物的变形或进一步的严重破坏。因此,紧紧结合工程实践,利用geo-slope岩土计算软件进行地基沉降计算模拟,可以大致量化地基在不同水位情况下的沉降变化。

运用岩石破裂与失稳过程分析rfpa~(2d)系统以及flac~(2d)程序对广州地铁二号线隧道通过电化教育学院录音楼引起建筑物桩基的变形与力学特性进行研究。rfpa~(2d)系统视材料为非均匀损伤材料,考虑修正后的mohr-coulomb准则(包含拉伸截断)作为单元破坏的强度判据,研究不同隧道开挖方式对建筑物桩基和地面移动的影响。分析表明,rfpa~(2d)系统是研究地表移动和破坏机理的适用工具。