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随着我国经济的不断发展,城市用地愈加紧张,出现了大量高层、超高层建筑。由于此类建筑结构通常采用较多的轻质材料、更先进的结构设计理念、结构高度较普通建筑高很多,因此结构呈现出轻、柔、高的特点,对风荷载非常敏感。计算风工程(CWE)具有费用低、出结果快、具有工程应用的精度等优势,因此在这一背景下,以标准超高层建筑CAARC为研究对象,以弱耦合算法进行了风场与建筑之间的流固耦合研究,最后以两个建筑间的间距为参数研究了施扰建筑对被扰建筑的干扰因子,主要进行了以下几个方面的工作: 1、采用雷诺平均RANS的方法,基于剪应力传输模型对标准高层建筑模型CAARC进行了定常数值模拟,并将数值结果与多家机构的风洞试验结果进行了比较,结果表明数值结果和风洞试验结果吻合的很好,确认了剪应力传输模型的可信度,为下文研究结构的气动弹性响应奠定了基础。 2、分别采用了规范法、定常流场法和流固耦合法进行了标准高层建筑模型CAARC的响应计算,结果表明定常流场法和规范法计算的结果很接近;但是流固耦合法计算得到的响应是一个时程响应,最大位移约为规范法的两倍,而稳定后的位移与规范法很接近,因此不能简单把风荷载当静荷载处理。 3、考虑风场与建筑间的流固耦合的结构响应是一个动态过程,数值模拟了标准高层建筑模型CAARC在风场作用下的位移、加速度、基底剪力等响应时程。结果表明:结构在平均风荷载作用下发生气动弹性响应的频率约为0.164Hz,近似等于结构的一阶频率;最大位移约为稳定后位移的1.8倍。 4、以两个标准高层建筑模型CAARC间的间距为参数研究了施扰建筑对被扰建筑的风压系数干扰因子,结果表明顺风向间距对干扰因子的影响最大,而横风向间距影响相对较小。然后给出了建筑周围的压力场和建筑表面的风压系数等值线图,并通过流场的流线分析了引起干扰的原因。