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风荷载是空气流动时对工程结构表面产生的作用,是结构的重要设计荷载,特别是对于一些高耸结构、大跨度桥梁、高层建筑、屋盖等。对建筑结构风荷载的研究是工程结构设计中的一个非常重要的内容。在实际工程中研究风荷载的方法经常使用的有风洞实验、现场实测以及数值模拟,这些方法各有其自己的特点和优势,需要根据不用的需要进行选择使用。但是风洞实验存在一些如费用高,周期长,缩尺模型等问题,使得数值模拟方法相对风洞试验和现场实测的优势日益凸显。数值模拟方法由于其设计周期短,试验费用低,风险较小等优点,相比于其他传统的方法具有独特的优势,因此渐渐的运用于实际工程中。通过数值模拟的方法可以对复杂体型结构进行模拟计算,确定其体形系数和表面风压,这无疑对风荷载的研究具有重要的现实意义。 本文基于 ANSYS-Fluent16.1软件计算平台,对建筑结构进行了数值模拟,主要包括以下几个方面的内容: (1)本文选取了国际上通用的CAARC标准高层建筑模型(Commonwealth Advisory Aeronautical Research Council)作为研究对象,利用前处理软件ICEM建立初始模型,然后划分网格,设立边界条件,通过 Fluent对 CAARC标准模型进行数值模拟,研究了建筑物周围风速分布规律和建筑物表面风压分布规律。 (2)将数值模拟的计算结果和同济大学 TJ-2风洞试验的结果进行了对比,分析了 CAARC标准高层建筑模型的体型系数,并研究了足尺模型和缩尺模型中数值模拟的不同之处,分析了影响数值模拟的因素,包括网格类型、网格粗细和湍流模型这三个方面,通过研究影响数值模拟的因素,检验了数值模拟的可行性。