复杂山地条件下的超高层建筑风效应及气动优化研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51878104
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0810.工程防灾
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:舒臻孺; 李磊; 李少鹏; 刘敏; 彭留留; 王静超; 鄢乔; 刘康康; 李大隆;
- 关键词:
项目摘要
The mountainous cities such as Chongqing etc. have witnessed the rapidly increasing trend of super-tall buildings in recent years. However, the topographic effects can influence both the wind velocities and veering winds, thereby resulting in the asymmetric wind loads and probably significant torsional moments. Furthermore, the wind characteristics are quite complex under the hilly terrain conditions. Consequently, it is of great urgency to improve the wind-resistant performance of super-tall buildings under complex terrain conditions. This proposed study aims to investigate the wind effects and aerodynamic optimization of super-tall buildings under complex terrain conditions by combining the field measurements, wind tunnel tests and numerical simulations. And the proposed study is composed of four closely related tasks. Task 1 is to study the wind characteristics under complex terrain conditions and develop the veering wind model on the basis of the established field measurement platform. Task 2 is to elucidate the effects of veering wind on the aerodynamic forces of super-tall buildings by the wind tunnel tests. Task 3 is to perform the high-fidelity simulations of topographic effects on the super-tall buildings under complex terrain conditions in the cross-validation against the corresponding field data and experimental measurements. Task 4 is to propose the data fusion algorithm of the CFD-driven deep learning for the aerodynamic optimization of super-tall buildings under complex terrain conditions. The outputs of the proposed study will further our understanding of wind characteristics over complex terrains, reveal the mechanism of veering winds on the aerodynamic forces of super-tall buildings, and enhance the wind-resistant optimization design of super-tall buildings.
近年来重庆等山地城市出现越来越多的超高层建筑,而山地环境不仅影响风速,也使得风向沿垂直方面偏转明显,这将导致超高层建筑出现显著的非对称荷载和扭转荷载。因此,亟需针对山地风场下的超高层建筑抗风性能开展研究。本项目采用现场实测、风洞试验以及数值模拟综合研究方法,研究复杂山地条件下的超高层建筑风效应作用机理及气动优化方法。主要研究内容包括:①基于山地风场现场实测平台,获得山地风场特性并发展偏转风(风向角垂直变化)模型;②根据山地风场模型,采用风洞试验研究风向偏转对超高层建筑气动力的影响;③发展针对山地风场下超高层建筑风效应的高保真数值模拟方法,并结合现场实测和风洞试验进行验证;④研究深度学习与数值模拟数据融合算法,提出超高层建筑一体化气动优化方法。本项目的研究成果将加深山地风场特征的理解,揭示偏转风对超高层建筑风效应的作用机理,完善超高层建筑抗风优化设计方法,具有重要的理论和工程实际意义。
结项摘要
本项目针对复杂地形影响下工程结构风效应评估的需求,紧密围绕复杂风场下工程结构风效应评估和模拟方法开展研究。以非稳态的大涡模拟湍流模型为基础进行数值仿真,建立了理想山地湍流风场的精细化大涡模拟方法框架,并基于深度学习方法建立了能处理风速时空信息的多点风速同步预测神经网络模型。同时,本项目结合风洞试验和数值模拟,开展了偏转风场下不同长宽比超高层建筑气动荷载及气弹响应研究,揭示了偏转风场对超高层建筑的作用机理。此外,本研究发展了大气边界层湍流风场生成技术、建筑气动荷载模拟技术,建立了结构风效应评估云计算平台。本项目的研究成果为复杂山地条件下高柔建筑结构风效应评估提供坚实的理论基础和实用的技术手段。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(6)
专利数量(9)
2D and 2.5D Numerical Simulations for Vortex-Induced Vibration (VIV) of a 1.5:1 Rectangular Cylinder
1.5:1 矩形圆柱体涡激振动 (VIV) 的 2D 和 2.5D 数值模拟
- DOI:10.1142/s021945542250033x
- 发表时间:2021
- 期刊:International Journal of Structural Stability and Dynamics
- 影响因子:3.6
- 作者:Bowen Yan;Yangjin Yuan;Dalong Li;Ke Li;Qingshan Yang;Ding Lin;Giuseppe Piccardo
- 通讯作者:Giuseppe Piccardo
基于大涡模拟的大气边界层湍流强度对低矮房屋风荷载特性影响研究
- DOI:10.6052/j.issn.1000-4750.2020.10.0778
- 发表时间:2021
- 期刊:工程力学
- 影响因子:--
- 作者:杨庆山;陈飞新;赵乐;闫渤文
- 通讯作者:闫渤文
高层建筑形状及布局对城市街区行人风环境影响研究
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:湖南大学学报
- 影响因子:--
- 作者:闫渤文;魏民;鄢乔;程勇;舒臻孺;李秋胜;周绪红
- 通讯作者:周绪红
Study of wind-direction effects on flow fields over two-dimensional hills using large eddy simulations
利用大涡模拟研究风向对二维山丘流场的影响
- DOI:10.1016/j.jweia.2020.104285
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics
- 影响因子:4.8
- 作者:Zhenqing Liu;Jinxin Cao;Bowen Yan;Yize Wang;Hao Wang
- 通讯作者:Hao Wang
Characterising the fractal dimension of wind speed time series under different terrain conditions
表征不同地形条件下风速时间序列的分形维数
- DOI:10.1016/j.jweia.2020.104165
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics
- 影响因子:4.8
- 作者:Bowen Yan;P. W. Chan;Q. S. Li;Y. C. He;Z. R. Shu
- 通讯作者:Z. R. Shu
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其他文献
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