数值风洞

摘要： 开发了CFD-数值风洞软件,用于模拟城市地区释放的污染物/化学制剂的气流和扩散,该模型基于OpenFoam开源平台,可以进行三维大规模并行化运算,在计算机集群平台上求解三维Navier-Stokes方程和相应的物理子模型,使用在俄克拉荷马州俄克拉荷马市进行的2003年城市联合实地研究的IOP3观测数据进一步评估了数值风洞,比较了数值风洞与urban2003现场实验近区和中间区的风场和浓度场,以及城市尾迹区的风速、风向、摩擦速度和湍流动能(TKE)剖面,与现场观测基本一致,本研究结果表明数值风洞可以成为模拟城区污染物扩散问题研究的一个经济有效的工具。

摘要： 采用计算流体动力学软件对高层建筑刚性模型的风荷载进行了数值模拟,使用了标准k-ε模型、剪切应力输运模型SST、以及BSL雷诺应力物理模型分别对建筑物的表面风压进行了模拟,最终得出了该建筑物表面的风压分布以及测点的风压系数。

摘要： 相较于规则建筑,结构复杂的异形建筑对于风荷载的敏感性较强,易遭受风毁破坏。荷兰人体博物馆作为一种典型的异形建筑,由规则结构与复杂结构(人形结构)嵌合联结,规范取值不能完全作为其抗风设计的依据,也没有针对相似结构的风荷载研究。文章基于计算流体动力学(CFD)对模型进行模拟计算,得到各个分块在24个风向角下的平均体型系数分布规律,分析了典型风向角下的压力分布特点以及各个分块的平均体型系数最值,最后结合流场的气动特性,根据各个面分块体型系数的平均值给出该结构主体部分的体型系数取值建议。

摘要： 高精度、高效率和高可信属性是对数值风洞的共性和基础性技术需求.在"国家数值风洞"(NNW)工程支持下,瞄准为验证和确认分系统提供技术支撑,提出重点发展基于指标体系的软件可信度评价技术.基本策略是:针对数值风洞工程研制的常规定常气动力/热软件和非定常类型(含多体分离、动态特性)软件,从软件生命周期不同用户(含软件开发者、评价第三方和工业应用部门)所关心的主要可信度问题出发,研究建立可对软件功能、基本流动模拟能力及工程应用能力进行综合评价的CFD软件可信度指标评价体系,提出具体的评价方法和评价算例,建立验证确认算例库.对基于指标体系的数值风洞软件可信度评价技术的具体实施思路及问题的复杂性进行论述,报道取得的阶段性成果,指出下一步工作重点和方向.

摘要： 大气边界层内自然风具有非定常性,而大涡模拟(LES)技术是基于计算流体力学进行风场瞬态模拟计算的有效方法,同时风场来流边界条件的给定是模拟结果准确性的关键。基于谐波叠加法采用Matlab编程实现脉动风速合成,模拟风能很好满足自然风功率谱、空间相关性和相位角等特性。对FLUENT平台进行二次开发,将模拟得到的自然风速作为入口边界条件,采用大涡模拟(LES)技术进行某筒壳结构周围风场的数值风洞模拟计算,得到结构表面风压时程数据,模拟结果与风压分布规律相吻合。将风荷载模拟技术应用于实际工程结构的CFD模拟计算中,为相关研究提供借鉴。

摘要： 为研究计算域对气动阻力的影响,根据实车风洞的结构参数搭建了数值风洞模型,并以开源模型Dri-vAer为研究对象,开展了12种车辆形态的数值风洞仿真与开阔路面仿真的对比分析.结果 表明:光滑车底时,两种仿真得到的阻力值相差较小,为6～12个点(counts);详细车底时,两种仿真得到的阻力值相差较大,为17～22个点(counts).两种仿真得到的两种车辆形态之间气动阻力的变化趋势基本一致,但改变车底和气坝时,两种仿真得到的气动阻力变化量相差9～15个点(counts).

摘要： 发电厂中新型脱硫排烟一体式钢塔属于复杂的高耸薄壁结构,由于顶部截面突然变细,风荷载作用下极易产生较大振动,为了减小风致振动,提出了适用于脱硫排烟一体式钢塔的调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)减振方案.基于流固耦合理论,建立了结构场与流场计算模型,成功利用数值风洞方法计算了有无TMD结构的风振响应,并通过现场风振监测对数值方法的可靠性进行了验证.结果 表明,该脱硫排烟一体式钢塔振型以局部或整体的平动、转动、屈曲与扭转为主,通过在塔体顶部设置TMD,位移动力响应最大值降低41％,均方根值降低75％.频谱分析表明,结构安装TMD后部分低频振型被激起,同时主频率对应的动力响应大大降低,TMD对于该脱硫排烟一体式钢塔可以起到较好的减振效果,为类似高耸薄壁结构的风振控制提供了参考.

摘要： 本文采用iconCFD数值模拟软件,建立了气载放射性物质迁移扩散的数值风洞技术.对标准体模型开展了数值模拟计算,并与风洞实验结果和STAR-CD模拟结果进行了对比分析,在此基础上,开展了代表性厂址数值风洞模拟与验证.结果表明,数值风洞模拟结果与STAR-CD模拟结果、风洞实验结果总体符合较好,利用iconCFD建立数值风洞,可以有效地模拟气载放射性物质的流动与扩散.

摘要： LSDYNA软件具有流固耦合功能,可以用来模拟降落伞的风洞试验状态.本文给出了基于LSDYNA的降落伞数值风洞的仿真流程,说明了降落伞和流场等实体的有限元模型的创建方法,分析了降落伞的流固耦合算法,对降落伞数值风洞关键字文件进行了详细描述。通过圆形伞实例展示了降落伞数值风洞的实现过程，计算结果符合预期。

摘要： 针对近年来环保领域对于烟塔合一排烟方式对环境的影响无法确定的问题,本研究以热电厂烟塔合一排烟对环境影响为目标,采用数值风洞的方法,并对比其他预测模式,分析数值风洞在大气环境预测领域应用的方法和特点.

摘要： 首先对风工程的研究方法与数值风洞技术中的湍流模型进行了简要概述.然后介绍了数值风洞在我国的研究现状,包括数值风洞的可靠性研究,建筑风致干扰效应的数值模拟研究,考虑流固耦合效应的数值模拟研究和建筑数值风洞影响因素的研究.最后对数值风洞技术在我国的研究与发展进行了展望.

摘要： 基于FLUENT6.3.26的标准κ-ε、realizableκ-ε和RNGκ-ε三种湍流模型对某电梯测试塔开展了数值风洞模拟，分析了该建筑在顺风时的平均风压分布结果，求得该建筑基底剪力并与结构软件计算结果进行对比，验证了数值风洞方法的正确性和可靠性，并得到不同风向角时该测试塔表面风荷载体形系数的分布规律。

摘要： 珠海歌剧院钢结构主要包括大剧场、小剧场.大小剧场结构体系类似,为竖放贝壳状复杂形体空间结构,由两片贝壳状双层曲面网格结构及中庭天窗桁架组成,内部与剧场砼结构通过拉梁拉接形成整体.工程的主要特点为地处海岛边沿,且形体较高,属于典型的风荷载控制结构.详细介绍了屋盖的结构体系及特点,同时采用FLUENT进行了数值风洞分析与风洞试验互相复核,给出了结构的基本静力及动力特性,并对整体稳定以及结构设计中的一些关键问题进行了深入分析。

摘要： 太阳能是绿色能源中最重要的能源，在现有大跨度屋盖上加装太阳能屋面板是建筑节能改造的一个方向。但原本就为风敏感体系的大跨度屋盖结构上覆悬空太阳能板厚，会引起原有屋面体系的风荷载改变，影响安全。本文采用有限元软件进行了考虑流固耦合作用的加装太阳能板屋面平均风压分布数值模拟研究。取用一定面积的斜坡屋面进行研究，对比了无覆盖屋面板系统以及上覆太阳能板屋面板的平均风压分布系数，对改造工作提出了建议。数值模拟工作高效方便，可以用于复杂大工程设计时计算风荷载参考使用。

摘要： 本文介绍了位于绍兴的乔波冰雪世界大型室内滑雪馆的设计过程。rn 滑雪馆区分为两个区,一个为高级道区,另一个为初级道区,使得建筑整体呈楔形。主体结构采用现浇的钢筋混凝土框架结构体系,屋盖结构采用空间钢管桁架体系,通过数值风洞模拟方法得到各个风向下屋盖和幕墙面的风压分布,为设计提供了可靠的抗风设计依据。由于本工程结构形式复杂,对包括屋盖钢结构和下部混凝土结构的整体模型和单体模型分别进行了结构分析,真实地反应了结构的受力状态。为了达到超长的室内滑雪馆保温要求,不能设置伸缩缝、沉降缝,因此需要在分析和施工过程中考虑温度应力和钢筋混凝土的收缩应力。文章对室内滑雪馆的设计具有很好的参考价值。

摘要： 随着计算机技术的发展,CFD模拟分析成为研究复杂建筑体型风压分布的方法之一.本文采用计算流体力学软件FLUENT中的RNGk-ε湍流模型研究了某传统楼阁式仿古高层纯木佛塔具有代表性的4种风向角下的风压分布,并与现行《建筑结构荷载规范》(GB50009)中的相关风压体型系数进行了对比分析.研究结果表明,在0°风向下,该仿古木塔受到最大的风荷载作用;在0°和45°风向下,该结构各楼层层间墙面带和檐顶带的风压体型系数均与规范中的常数取值不同,而是随着楼层呈现出一定的变化.同时,给出了整个仿古木塔最大负风压的分布范围和大小.研究结论对该类结构风荷载的计算具有一定的参考价值.

摘要： 随着计算机技术的发展,CFD模拟分析成为研究复杂建筑体型风压分布的方法之一.本文采用计算流体力学软件FLUENT中的RNGk-ε湍流模型研究了某传统楼阁式仿古高层纯木佛塔具有代表性的4种风向角下的风压分布,并与现行《建筑结构荷载规范》(GB50009)中的相关风压体型系数进行了对比分析.研究结果表明,在0°风向下,该仿古木塔受到最大的风荷载作用;在0°和45°风向下,该结构各楼层层间墙面带和檐顶带的风压体型系数均与规范中的常数取值不同,而是随着楼层呈现出一定的变化.同时,给出了整个仿古木塔最大负风压的分布范围和大小.研究结论对该类结构风荷载的计算具有一定的参考价值.

摘要： 本发明涉及超声速风洞螺旋桨动力测量试验验证技术领域，尤其涉及一种超声速风洞螺旋桨数值模型测量验证系统及其控制方法，结合扭矩转速一体传感器、盒式六分量天平测量伺服电机、螺旋桨性能参数，实时获取螺旋桨拉力、升力、扭矩、转速(伺服电机、螺旋桨)、振动等参数，送入到实时分析系统中，形成扭矩与天平弯矩、螺旋桨转速与电机转速的闭环设计验证模型，避免单一测量系统产生的误差对超声速风洞螺旋桨试验的干扰影响；并利用振动传感器来实时监测测量系统状态，避免试验过程中的危险状态点，整个系统放置于高空环境模拟舱室中，整体结构要垂直安装于风洞试验段中心位置迎风面，应用于高空环境下的超声速风洞不同规格螺旋桨试验。

摘要： 本发明公开了一种基于数值模拟的结冰风洞试验相似转换方法，该方法通过相似准数，计算出试验所需的参数，若参数超出结冰风洞能力包线范围，则对参数进行调整，使得参数满足结冰风洞能力包线范围；并通过CFD软件对转换前后的状态进行模拟计算，对比转换前后的冰型计算结果，用以评估转换结果是否满足要求；若计算结果对比显示转换前后冰型差距较大，应重新选取参数。通过此方法可以实现在现有结冰风洞能力包线的范围内得到准确的模拟和实验结果，降低对结冰风洞的性能要求。

摘要： 舰船艉流场数值仿真与风洞试验数据综合对比方法，首先根据直升机的起降路线将艉部流场区域划分为重要敏感测试区域、普通测试区域，将直升机垂向速度分量作为影响起降的关键变量，将直升机侧向速度分量作为影响起降的主要变量，将直升机纵向速度分量作为影响起降的一般变量；获取CFD数据、PIV试验数据，然后计算垂向、侧向、纵向速度分量匹配误差，进而得到重要敏感测量区域、普通测量区域的数据质量，最后根据数据质量完成数据融合，得到最终数据。

摘要： 本发明公开了一种基于数值模拟的结冰风洞试验相似转换方法，该方法通过相似准数，计算出试验所需的参数，若参数超出结冰风洞能力包线范围，则对参数进行调整，使得参数满足结冰风洞能力包线范围；并通过CFD软件对转换前后的状态进行模拟计算，对比转换前后的冰型计算结果，用以评估转换结果是否满足要求；若计算结果对比显示转换前后冰型差距较大，应重新选取参数。通过此方法可以实现在现有结冰风洞能力包线的范围内得到准确的模拟和实验结果，降低对结冰风洞的性能要求。

摘要： 本发明涉及超声速风洞螺旋桨动力测量试验验证技术领域，尤其涉及一种超声速风洞螺旋桨数值模型测量验证系统及其控制方法，结合扭矩转速一体传感器、盒式六分量天平测量伺服电机、螺旋桨性能参数，实时获取螺旋桨拉力、升力、扭矩、转速(伺服电机、螺旋桨)、振动等参数，送入到实时分析系统中，形成扭矩与天平弯矩、螺旋桨转速与电机转速的闭环设计验证模型，避免单一测量系统产生的误差对超声速风洞螺旋桨试验的干扰影响；并利用振动传感器来实时监测测量系统状态，避免试验过程中的危险状态点，整个系统放置于高空环境模拟舱室中，整体结构要垂直安装于风洞试验段中心位置迎风面，应用于高空环境下的超声速风洞不同规格螺旋桨试验。

摘要： 本发明提供一种用于确定结构体型系数的快速数值风洞仿真系统及方法，涉及建筑结构设计技术领域。该系统及方法通过任务接口模块获得用户操作命令、数值风洞仿真工况信息以及传输仿真结果数据；通过计算资源调度模块为每个工况分配相应的计算资源；通过数值风洞仿真模块在分配的计算资源上，自动运行数值风洞仿真求解器，计算得到建筑表面的风压分布数据；通过仿真数据后处理模块统计得到用于结构设计的体型系数；通过多工况结果整理模块汇总用户执行的所有工况所对应的计算资源上的体型系数，统计得到多工况下的体型系数表和图。该系统及方法实现了多工况同时进行体型系数的计算，且不需要对每个工况的数值风洞仿真过程重复执行相同的操作。

摘要： 本发明实施例提供一种适用于近地面湍流特征的数值风洞模拟的建模方法，所述方法包括：获取预设的模拟装置，根据模拟装置模拟地貌，并根据各类型粗糙程度的地貌建立数值风洞几何模型；将几何模型根据对应功能分段，并进行网格划分；获取几何模型入口处预设的来流风速以及湍流度，根据来流风速、湍流度和网格的划分情况计算得到几何模型中各个网格的风力参数数据，湍流度的影响因素包括地貌的粗糙程度；在分段得到的测试段中放入待测建筑物，根据风力参数数据及待测建筑物的位置数据获取待测建筑物在几何模型中的风力影响数据。采用本方法能够直接通过上述建模方法进行待测建筑物针对风场特征的研究，降低了研究成本，提升了研究效率。

摘要： 本发明公开了一种基于有限体积法自行车运动虚拟数值风洞系统，包括：导入组件，用于根据用户的第一操作指令导入预设格式的目标几何对象；第一参数设置组件，用于根据用户的第二操作指令确定与目标几何对象相应的环境参数和边界条件；第二参数设置组件，用于根据用户的第三操作指令进行网格单元划分，以确定计算域；计算组件，用于根据环境参数、边界条件和计算域进行数值风洞模拟，得到模拟结果。该系统采用自适应笛卡尔网格方法将计算域进行网格划分，同时采用浸入边界法改善计算几何对象运动过程中边界变化引起收敛性差的问题，采用全局网格和局部加密盒子的方式，简化网格处理流程，提高系统计算效率。

摘要： 本发明公开了一种核设施近场环境模拟数值风洞的建立系统及方法，包括：前处理模块，用于通过GUI界面设置边界条件与实验条件，导入并处理数值风洞模拟对象的几何模型，设置网格参数并自动生成网格；CFD求解器模块，用于实现稳态模型求解、等温或非等温模型求解、多组分传递模型求解、拉格朗日粒子模型求解，考虑浮升力的影响，提供多种湍流模型；数值风洞模拟模块，用于基于前处理模块和CFD求解器模块，选择相应的湍流模型，对核设施近场大气扩散进行数值风洞模拟，得到模拟结果；后处理模块，用于自动提取模拟结果中的各类数据，并进行可视化输出。本发明基于CFD原理，选择合适的空气湍流模型，能够对核设施近场大气扩散进行精确模拟。

摘要： 本发明公开了一种采用ABAQUS模拟数值风洞的方法及装置，该方法包括如下步骤：步骤S1，对建筑立面进行横向等高度剖切，获得建筑横截面，选择并确定需要模拟计算的建筑横截面的尺寸与相对位置，并在ABAQUS软件中建立有限元模型；步骤S2，依据该建筑所在地理位置与建筑立面横截面所处海拔高度确定模拟风速；步骤S3，确定雷诺平均湍流模型中所需参数以及有限元模型参数；步骤S4，根据上述参数利用ABAQUS软件计算得到该建筑立面横截面边界各点的风压。