考虑气弹耦合作用的高层建筑气动外形优化研究

来源 :西安建筑科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bmw
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着高层建筑结构不断的向更高、更柔的方向发展,风与结构的耦合作用愈加显著,建筑结构风致响应也更加突出。减小结构所受的风荷载及其风致效应越来越成为结构风工程研究的重要问题。而作用于建筑表面的风荷载与建筑物外形密切相关,调整和改变建筑物外形是改善高层建筑结构抗风性能经济且有效的方式。因此有必要对高层建筑进行考虑气弹耦合作用的气动外形优化研究,以提高结构在耦合作用下的抗风性能。本文以200m高的高层建筑为研究对象,主要开展了以下几个方面的研究:(1)基于ANSYS Workbench平台,联合使用ANSYS固体分析模块和CFX流场分析模块,采用雷诺平均法中的SST k-ω湍流模型对高层建筑分别进行单向和双向气弹耦合数值风洞模拟,得到了两种不同情况下的建筑表面风压、等效应力及结构位移响应,并将其结果对比分析,说明考虑结构变形对流场影响的双向耦合作用对分析结果影响较大,在高层建筑结构风荷载计算及外形优化中应该加以考虑。(2)将近似模型优化方法引入高层建筑气动外形优化,并与一般优化算法结合,减少气动外形优化过程中调用CFD数值风洞模拟分析次数,提高优化效率,解决一般的直接优化方法较难实现的计算量大的优化问题。(3)基于ANSYS Workbench中的设计探索功能(Design Exploration)模块,以42m×33m×200m长方体建筑为例,将长宽高作为设计变量,结构第一阶自振频率和顶部最大相对位移作为约束,最大Mises等效应力作为目标函数。采用CCD抽样+标准二次响应面模型+NLPQL优化算法对考虑风与结构双向耦合作用的高层建筑的单目标优化问题进行分析,从而实现对近似模型优化技术应用于高层建筑气动外形优化的探讨,并实现了风洞试验无法实现的连续变量的优化问题。(4)基于ANSYS Workbench中的设计探索功能(Design Exploration)模块,以带削角的高层建筑为例,将迎风面宽度和削角尺寸作为设计变量,建筑占地面积、结构第一阶自振频率和顶部最大位移作为约束,建筑表面最大负压与最大Mises等效应力作为目标函数。采用BBD抽样+Kriging近似模型+MOGA优化算法对多目标优化问题进行分析,进一步阐述基于近似模型优化技术的考虑风与结构气动弹性耦合作用的高层建筑外形优化方法及过程。
其他文献
本论文的工作是关于NOTCH信号途径相关蛋白NUMBL,我们通过酵母双杂交技术筛选到两个蛋白可以与NUMBL发生相互作用的蛋白:SIAHl和TAB2。  围绕这两对蛋白质互作对,我们开展
随着我国经济建设的飞速发展和城镇化水平的不断提高,交通拥堵现象在各大中城市时有发生。为了更大限度的满足城市发展和人们生活便利的需要,地铁隧道轨道交通成为各大中城市解
  我国西北丝绸之路饮食文化历史悠久,绚烂多姿,内涵丰富,是发展旅游业的宝贵资源。将饮食文化与旅游业相融合,系统调查丝绸之路沿线各地、各民族的饮食文化旅游资源,通过区域整
  以英国东印度公司为主的众多欧洲东印度公司与粤港澳地区建立起直接的茶叶贸易关系之后,中国茶叶大量涌入欧洲市场,极大促进了欧洲茶产业、茶文化的形成和发展。具体体现在
在地震工程中,刚构桥梁、多层建筑、水塔等工程结构通常可以简化为单自由度体系进行分析。在强震作用下,工程结构通常进入非弹性变形阶段,所以非弹性单自由度体系的峰值位移和残
随着国家经济建设的不断发展,我国钢铁行业不断扩张,对铁矿石的需求也越来越多。因此,提高硬岩岩巷掘进速度来满足铁矿石开采的需求迫在眉睫。掏槽爆破技术是决定炮孔利用率的主
  在中国塔克拉玛干沙漠小河墓地木乃伊身体旁发现存在1到2厘米的淡黄色奶酪。化学分析表明,当时小河居民将牛乳制作成开菲尔,再经过一定程度的脱脂处理和乳清分离,最终得到这
会议
内配钢管的型钢混凝土(SRC)柱相对于钢筋混凝土柱以及型钢混凝土柱具有承载力高、抗震性能优越、施工方便,特别是耐火性能好以及火灾后良好的可修复性等优点,目前在我国多、
坐诊:秦健中国书法家协会会员,常熟市书画院特聘书法家、苏州市书法家协会创作委员会委员、江苏省教育学会书法专业委员会会员、《常熟书法》编委,常熟市青年书法家协会理事
表没食子儿茶素没食子酸酯(以下简称EGCG),是绿茶中茶多酚主要的活性成分。绿茶是一种在世界范围内尤其是亚洲国家广泛流行的饮料,绿茶所具有的诸多保健作用使其颇受欢迎。EGCG