一、风洞模拟大气边界层的数据处理（论文文献综述）
高赞[1]（2021）在《点源释放气溶胶扩散和沉积的风洞实验研究》文中指出大气气溶胶型污染物伴随着社会的发展大量产生,对气候变化、大气环境、人体健康产生不良影响。气溶胶在大气中的扩散和沉积规律,是环境保护领域关注的热点研究之一。目前关于气溶胶粒子扩散的理论和实验研究主要集中在大气边界层冠层高度范围,而气溶胶粒子在粗糙子层高度的迁移研究同样具有重要意义。本文在风洞实验室中研究了典型地形条件下点源释放气溶胶粒子在粗糙子层的迁移行为及干湿沉积规律,并考察了气溶胶微粒性质、气象因素（风速、雨量）及地形条件（不同峰高度）对上述扩散行为及特征规律的影响。主要得到以下结论:1、采用热线风速仪测定了风洞实验室中典型地形下的流场情况。结果表明,实验条件下,风廓线符合指数规律。即,该风洞中背景流场符合大气边界层流场特征。此外,粗糙子层高度范围内,流场风速廓线和湍流强度均受地形及风速的影响,然其受影响程度远小于冠层高度。2、采用粒子动态分析技术（PDA）测定了在典型地形下,粗糙子层高度范围粒子的速度分布情况。结果表明,该高度范围内的粒子纵向速度和垂向速度概率分布均符合高斯分布。当风速从1 m/s增加到2 m/s时,粒子纵向速度值范围从0.5～1.3 m/s增大到1～2.5 m/s,频率的范围从0.12～0.17减小到0.05～0.09。这说明风速的增强可使粒子纵向速度更易呈扩散性分布。另外,粒子垂向速度概率分布结果表明,风速为1 m/s时,在峰1上方粗糙子层的粒子垂向速度范围大致在-0.5～0 m/s,表明均向下运动;而当风速增大,峰高增加时,一定数量的粒子的速度出现正值,有大量粒子向上运动。这说明粗糙子层内粒子垂向运动是风速及下垫面地形的共同作用结果。3、研究对比了平坦地形和丘陵地形下粗糙子层高度范围的粒子平均纵向、垂向速度随高度变化。研究发现,总体上丘陵地形下粒子纵向平均速度小于平坦地形下的粒子速度。然而,在山峰的背风侧粒子的纵向平均速度在涡旋的作用下呈增加的趋势,特别是在峰2（大峰）处,风速为2 m/s时,丘陵地形下粒子速度甚至超过了平坦地形下的粒子速度。从粒子的垂向速度分布情况可以得出,在峰1处的粒子虽在重力作用下向下运动,但仍受到空气扰动上升力的影响;而峰2处粒子包含了上升运动和下沉运动,且粒子受力相对均衡,最终呈现平稳的状态。4、采用称重法考察了点源释放气溶胶粒子在丘陵地形下的干、湿沉积通量。研究发现,在干沉积中,沉积通量随下风向距离的增加而降低,随着风速增大而减小。在山峰的迎风坡上沉积通量较大,这是因为气溶胶在此处被拦截的缘故。在湿沉积中,相比干沉积,降雨可明显促进气溶胶的沉积。在丘陵地形海拔低的位置气溶胶沉积量较大,这是因为雨水的冲刷让有坡度地形的气溶胶沉积进行了再分配,降雨带动气溶胶从海拔高的区域向低处迁移。5、根据地表气溶胶浓度和沉积通量计算干沉积速度。干沉积速度沿下风向距离增大,在风速1 m/s时速度从1.1×10-4m/s增大到2.5×10-3m/s,风速2 m/s时速度范围1.8×10-3～5.9×10-3m/s,随着风速增加而增大。结果表明,因此,较大的风速对气溶胶扩散起积极影响,微粒扩散增强,会减少在近源的沉积作用。
白笑天[2]（2021）在《CFD数值模拟在钢框架结构设计中的应用研究》文中研究说明随着人类科学技术的不断发展,社会城镇化速度的不断加快,城市建筑高度也不断提升。并且,各种新材料、新技术、新方法的出现与发展,也不断丰富着建筑设计的生产、研究等方式方法,继而使得,风荷载在结构设计中的占比也不断提升。数值风洞模拟技术,是以计算流体动力学为理论基础,并结合计算机的强大计算功能而形成的一种研究方式。近年来,因其高效、准确、低成本等优势特点在新兴建筑与科研探索中得到了广泛的使用。通过对时间、经济成本与结论精度等因素的考量,本文运用计算流体动力学数值模拟技术,对所涉及算例模型进行超高层建筑的数值风洞模拟计算。为探究超高层建筑的风压的分布形式,以及不同建筑体型对风荷载大小、作用形式的影响规律。本文参考美国芝加哥威利斯大厦——3×3束筒结构的超高层建筑,设计出了4种不同收进形式的超高层建筑,并通过改变其迎风面风向角,确立了7种不同迎风形态的模型。为保证模拟精度,本文在对上述设计模型模拟前,首先对多组常用湍流模型进行精度筛选。通过其对CAARC高层建筑标准模型的模拟结果,与风洞实验数据的对比,选取出结果拟合度最高的湍流模型进行后续计算。计算结果表明,当来流无湍流时,RNG k-ε模型结果相较于Realizable k-ε模型和SST k-ω模型折线图变化走向与标准模型结果差异较大。来流有湍流时,SST k-ω模型结果与标准实验数据拟合度较高,各测点误差百分比均可保证在10%以内。因此,后续计算模型选取SST k-ω模型。模拟完成后,首先对各模型基底剪力、弯矩值进行了提取。为更加清晰对比正风压的影响比例,引入迎风面投影图形相对形心高度的概念。对折线图结果分析表明:基底顺风向剪力与抗后倾力矩明显成正比,无背风面负压涡流作用情况下,结构基底剪力与迎风面投影形心高度变化规律相同。通过对比基底剪力值与迎风面投影图形相对形心高度的走势变化得出,模型3*与模型4的负压作用结果所占比例明显高于其余模型。因而,选取与二者迎风面相似的模型,结合相应剪力值、风压云图、散点图、流线图等,对比总结不同收进形式对建筑负压值的影响变化。结论表明:迎风面收进层数的减小、背风面收进层数的增加、单一表面面积过大以及收进层上下宽窄突变明显等情况,均会增大负压对结构产生的不利影响。依据上述所得理论,本文对抗风性能最不利结构进行了优化设计与模拟计算。模拟结果表明,根据上述总结理论进行的优化设计,可有效降低风荷载对建筑产生的不利影响,进而论证所得理论成立。综合考虑其余各轴向弯、剪性能,与设计、施工难易程度等因素,本文选取了综合结构性能相对最优的四向对称式收进建筑进行PKPM实体建模,结构形式为钢框架结构。将CFD数值模拟风荷载结果节点化,导入PKPM模型当中,分别使用规范风荷载与CFD数值模拟风荷载进行结构计算。对比分析规范风荷载作用下与湍流风荷载作用下模型内部结构受力特征,以及结构受力情况。探索CFD数值模拟技术在结构设计中的应用,研究结构在数值模拟风荷载作用下的内力和变形的变化规律,对竖向收进式建筑的表面风压分布做出总结。针对建筑抵抗风荷载方面,归纳出结构设计中需加强与优化的位置信息。并对CFD数值风洞模拟技术在建筑设计中应用的可行性加以印证了。
桑利新[3]（2021）在《中性层结条件下大气边界层风场特性的现场与风洞试验研究》文中提出在核电厂正常运行及发生事故期间一旦有气载污染物排放到环境中,会对公众生命健康、环境及生态系统造成巨大的影响。大气中气载污染物的迁移扩散行为极其复杂,大气风场流动特性如风矢量变化和大气湍流运动是影响气载污染物扩散的最主要因素。大气边界层风洞是研究大气风场流动特性的重要手段,能够直观还原现场试验时的大气风环境,对气载污染物扩散规律的研究具有重要意义。论文以某核电厂为研究对象,利用核电厂气象铁塔观测了不同高度处的气象数据,研究了气象塔区域的大气边界层高度、风速廓线、湍流强度廓线等风场流动特性参数。采用现场试验观测结果调整风洞流场,探讨了尖劈粗糙元等被动模拟装置对大气边界层风场流动特性参数的影响,将现场中性层结条件下的风廓线指数还原到了风洞实验中。论文的主要工作及成果如下:（1）利用气象铁塔观测示踪源不同高度处气象数据,同时进行示踪扩散试验并采用气相色谱仪检测采样点SF6示踪剂的浓度,揭示了释放源大气风场特性及其对气载污染物扩散的影响。分析得到现场试验大气风场为中性层结状态,风廓线指数为0.334,利用湍流强度廓线与风廓线指数的对应关系式,求得湍流强度廓线。（2）在大气边界层风洞中开展大气风场流动特性模拟试验,详细分析了尖劈和粗糙元的数量、尺寸、排列方式等与风洞流场特性关键参数的影响关系,并将现场试验观测到的风廓线指数还原到了风洞中，风洞试验调试的风廓线指数为0.321,相对误差为3.89%。风洞试验结果表明:尖劈尺寸及横向距离是影响风洞流场特性最主要的因素,粗糙元对风洞中边界层高度、来流平均风速和湍流强度等大气流场关键参数的影响为其自身高度的4～8倍。（3）针对大气边界层全尺寸风洞试验,采用数值模拟方法研究了尖劈、粗糙元对大气边界层风场流动特性参数的影响,揭示了尖劈湍流发生器的阻塞效应以及粗糙元对风洞近地表面的影响。数值模拟结果与风洞试验整体规律一致,但数值模拟对风洞近地面的湍流强度模拟略有不足。
王树鑫,李陆军,赵顺安,黄春花[4]（2021）在《环境风作用下边界层内速度分布风洞试验研究》文中研究指明尖劈和粗糙元广泛地应用于风洞试验中的大气边界层模拟,虽可模拟不同地貌的平均剖面流速,但存在试验准备周期长、具体操作复杂等问题。为快速准确开展大气边界层平均剖面流速试验,本文在风洞底部铺设了粗糙度约为50μm木板用以模拟环境地面,采用皮托管测量空气全压和静压的方法,获得了空气流速在木板上方的分布,给出了木板上方边界层的轮廓线与风剖面指数。研究结果表明:风速在风洞测试段木地板上方边界层的分布呈幂函数分布,风剖面指数约为0.172～0.195,这与田野、乡村、丛林、平坦开阔地及低层建筑物稀少地区和树木及低层建筑物密集地区、中高层建筑物稀少地区、平缓的丘陵地的地貌指数接近,且当边界层顶部风速大于9.77 m/s时,指数有随风速的增大而减小的特点。
刘昭[5]（2020）在《千米级超高层建筑风向偏转效应研究》文中研究表明随着轻质高强材料的广泛应用、新型结构体系的出现和先进施工技术的发展,超高层建筑不断涌现出来,并有向千米量级发展的趋势。对于千米级超高层建筑而言,该类建筑属于风敏感建筑,风荷载是其主要控制荷载。然而,当前的荷载规范或标准无法适应其抗风设计的需求,主要表现为如下两个问题:其一,各国荷载规范中给出的风速剖面所适用的最大高度较低（200～650 m）,这虽然能为一般的超高层建筑确定风荷载,但远无法满足千米级超高层建筑的抗风设计需求;其二,各国荷载规范或标准中均假定大气边界层中的水平风向角沿高度不发生变化,然而,大气边界层理论上可分为近地面层（高度100～200 m）、Ekman层和自由大气边界层（高度1～3 km）,在Ekman层内水平风向会沿高度逐渐变化,从而产生显着的风向偏转角。为解决上述问题,本文首先开展了千米高度良态风场特性的实测研究,提出了适于描述千米高度近地风特性的平均风速、风向剖面模型。其次,研究了千米高度近地风特性的风洞模拟技术和CFD数值模拟技术,在大气边界层风洞中生成了偏转风场,并建立了高保真的定常CFD数值模拟方法。之后,研究了偏转风场及相应无偏等效风场中不同气动外形（方形、凹角、削角、锥形、螺旋90?和螺旋180?）的千米级超高层建筑的风荷载和风致响应特性,明确了偏转风的影响规律和作用机理,并比较了不同气动外形超高层建筑的抗风性能。最后,提出了超高层建筑横向、纵向和扭转向等效静风荷载的计算公式,初步建立了考虑风向偏转的抗风设计方法。具体而言,本文主要工作包括如下几个方面:（1）采用边界层风廓线雷达BLP测量了我国北方某沿海地区的千米高度良态强风场的资料,提出了一套组合的质量控制方案以提高其数据精度及输出效率。在此基础上,对千米高度平均风速特性进行分析,通过凝聚聚类分析方法得到了两种有代表性的风速剖面形式,提出了千米高度平均风速剖面的数学模型,并探讨了模型中的气动参数特性。对千米高度平均风向特性进行分析,提出了适于描述千米高度近地风特性的平均风向剖面模型。（2）自行设计了一套导流装置,并结合该导流装置与传统被动模拟装置,在大气边界层风洞中生成了具有千米高度近地风特性的偏转风场;此外,提出了与上述偏转风特性相对应的无偏等效风特性的等效原则,并采用传统被动模拟装置在风洞中生成了无偏等效风场。采用RANS方法对千米高度无偏和偏转风场的沿程自保持性进行研究,建立了千米高度偏转风特性及其对应的无偏等效风特性的高保真的定常CFD数值模拟方法。上述工作为后续研究千米级超高层建筑的风荷载和风致响应特性、评估偏转风效应奠定了基础。（3）采用刚性模型测压风洞试验和CFD数值模拟方法对偏转风场及相应无偏等效风场中不同气动外形的千米级超高层建筑模型的风荷载特性进行了研究,明确了偏转风对平均和脉动风荷载特性的影响规律,探讨了偏转风的作用机理,并比较了不同气动外形超高层建筑的抗风性能。（4）分别基于时域分析和频域分析方法研究了偏转风场及相应无偏等效风场中不同气动外形的千米级超高层建筑的风致响应特性,明确了偏转风对顶点位移、加速度、内力等特性的影响规律,并比较了不同气动外形超高层建筑的抗风性能;深入探讨了偏转风对位移背景响应和共振响应、以及高阶模态响应贡献和耦合模态响应贡献的影响。（5）基于前述研究结果,结合我国荷载规范,初步建立了无偏和偏转风场中千米级超高层建筑横向、纵向和扭转向的等效静风荷载的相互转换关系,从而形成了考虑风向偏转影响的抗风设计方法,可供设计人员参考。
李鑫宇[6]（2020）在《非稳态数值风洞模拟的压强震荡研究》文中提出随着科技的发展和国民经济的提高,越来越多的轻质高强材料被应用于建筑行业。然而更多超高层、大跨度建筑及其他造型新颖独特的建筑外形和结构形式的出现,使建筑对风的敏感程度也越来越高,因此无论从结构设计的安全角度出发还是居住的舒适性角度出发,风荷载对于建筑来说越来越重要。目前国内荷载规范并不能对这类超限及外形复杂建筑给出准确的体型系数,也就无法准确的确定建筑表面风荷载。不能合理确定结构的风荷载不仅会为结构带来破坏和损伤,甚至威胁着人民的生命财产安全,因此确定合理的风荷载是结构抗风设计的关键。近些年随着计算机的发展和计算流体力学的成熟,非稳态数值风洞模拟作为数值风洞模拟的一个方向即将成为结构风工程的主要分析方法之一。流场及建筑表面压强主要包括平均压强和脉动压强,压强的合理确定至关重要,其中压强震荡问题是非稳态数值风洞模拟中影响压强的主要因素,压强震荡的存在导致计算域内各点压强的不稳定,以此计算出风荷载尤其是围护构件的风压会出现不准确的现象。因此本文针对压强震荡问题进行研究,基于大涡模拟方法分别对无风速剖面空风场、带风速剖面空风场以及带风速剖面带建筑计算域进行非稳态数值风洞模拟,分析了不同工况条件下不同参数对压强震荡的影响,为提高非稳态数值风洞模拟的计算精度提供参考。本文利用大涡模拟方法、随机湍流合成方法、UDF等措施实现非稳态数值风洞模拟,对入口均匀风速条件的空风场进行非稳态数值风洞模拟,研究并得出了变化湍流强度、湍流积分尺度、网格尺寸等参数对压强震荡的影响规律。通过加入平均风速剖面和风的脉动特性中的湍流强度、湍流积分尺度以及脉动风速功率谱实现了B类风速剖面条件下的非稳态数值风洞模拟,研究了单、多方向风速条件下变化网格尺寸和计算时间步长对空风场内压强震荡的影响规律。另外研究了入口B类风速剖面的单、多方向风速条件下带建筑计算域的压强震荡情况,分析了变化网格尺寸和计算时间步长对流场和建筑表面压强震荡的影响及对建筑表面压强系数分布的影响。在此基础之上,为得到解决压强震荡的有效方法,提出了附加计算域方法及改变网格尺寸方法,将该方法应用于非稳态数值风洞模拟中,并对模拟结果进行对比分析,结果表明:本文中提出的两种压强震荡解决方法能有效缓解压强震荡问题,为结构设计人员提高非稳态数值风洞模拟的压强计算精度提供一定参考价值。
陈松波[7]（2020）在《某火电厂空冷结构风荷载及风振响应分析》文中认为我国是一个富煤缺水的国家,传统火力发电的冷却装置会大量消耗水资源,空冷凝汽器（Air Cooled Condenser）冷却水工艺作为一种新型冷却水工艺在我国大型火力发电厂广泛应用。空气冷凝器冷却水工艺具有节约水资源、环保、综合效益高等优点。空冷结构的结构形式复杂,其下部有大直径钢筋混凝土管柱（高37.5m）,中部为钢平台,上部是A型支架（高10多米）和数千吨设备,同时钢平台周围布有很大尺寸的挡风墙,整个结构表现为上刚下柔,另外对结构进行模态分析得到结构自振周期约1.7s,和风荷载短周期成分较接近,因此风荷载影响不能忽视。本文以某2×600MW空冷结构为工程背景,重点围绕空冷结构风荷载参数及其风致振动情况进行研究,主要工作如下:（1）使用ANSYS Workbench平台的DM模块对空冷结构进行数值风洞建立,并进行分区,然后通过ANSYS Mesh划分的网格并导入到FLUENT进行多面体网格的生成,采用可实现湍流模型,同时使用UDF对入口边界指数律剖面风速、湍动能、湍流耗散率边界条件进行编程并导入,最后求解得到空冷结构各分区风荷载体型系数。（2）采用ABAQUS对空冷结构的动力分析进行建模,建模时进行大量合理简化,整个模型采用梁单元,将设备转化为质量施加到结构相应位置,最后对模型进行模态分析,得到结构振动特性。（3）采用线性滤波AR模型编制MATLAB程序进行脉动风模拟,然后将模拟的风速转化为风荷载施加到结构相应位置,最后利用ABAQUS进行时程分析得到结构的位移时程,经过处理得到结构的位移风振系数。
吴思远[8]（2020）在《海洋表面核事故气溶胶扩散模型及干沉积实验研究》文中认为核事故发生之后在早期必须准确获取事故源项,为事故后果评价提供科学支撑,以进行合理的应急行动,保证公众生命健康。而放射性核素的大气扩散模型准确性是影响源项估计的最重要的因素之一。目前提出的扩散模型多以核素在陆地下垫面扩散为基准,由于大气扩散模型会受到扩散物质、沉积类型、下垫面类型等多种因素的影响,其物理假设与实际大气扩散情况仍有较大的差距,可能会导致其他情况下源项反演的结果至少有1个数量级的误差。尤其是海岛或海洋平台核电站普遍面临海洋下垫面,发生事故后,从安全壳和烟囱泄漏出的核素气溶胶会经过海洋扩散到陆地。海洋下垫面是在不断运动的,海浪会主动捕获气溶胶,导致了其沉积速度与陆地情况有较大的区别,进而增大扩散模型的误差。所以需要根据气溶胶在海表面沉积速率对扩散模型进行修正,以提高扩散模型和反演模型的准确性。针对以上问题,本文针对气溶胶在海表面的扩散和沉积展开理论和实验研究。考虑到海表面对气溶胶的捕获作用,根据气溶胶在海表面扩散情况下的沉积速率模型,对高斯烟羽模型进行了修正,提出了一种海表面气溶胶分布的“高斯-汇”耦合模型。研究表明该模型随着下风向方向距离增加而产生的变化趋势与原始的模型相似,都遵循高斯烟羽模型的基本形式:浓度峰值是原始模型的1/3左右,且浓度上升和下降的速度也较缓。在海面附近,修正之后的模型的气溶胶浓度远小于原始模型的浓度。为验证本文提出的“高斯-汇”耦合模型,需要进行环境风洞实验。本文在上海交大多风扇风洞基础上,建立多风扇控制风洞控制算法以提高风洞模拟大气流场的准确性。考虑到风洞边界对流场的影响和相邻风扇生成流场之间的影响,提出一种基于卷积神经网络对风速廓线快速、准确的拟合和预测的方法。实验发现,本方法将风速拟合速度提高到分钟级,且将预测的和在风洞中实际测量得到风速廓线的相对平均误差减小到7%,可以大幅提高实验精度。为测量在风洞流场中运动的烟团浓度,本文提出高速相机追踪拍摄装置以提高测量的可靠性。由于高速相机画幅较小,实验气溶胶烟团移动速度较快,容易运动到画幅之外,实验中难以捕捉其扩散情况,本文结合相关滤波跟踪与目标检测算法,移动高速相机对烟团进行实时跟踪,采用计算机模拟和实体实验验证其可行性,结果表明,该方法在重合率得分阈值为0.6时,跟踪的成功率是0.7,能使被跟踪烟团的主体始终处于相机画幅之内,满足高速采集图像的要求。最后,在改进过的风洞控制方法及测量手段的基础上,进行大气扩散实验,对在本文中提出的“高斯-汇”模型进行原理性,验证其可行性。对固体表面扩散、平静水面扩散和波浪水面扩散进行了对比分析,实验表明,气溶胶在模拟海表面沉积的速率高于其在陆地下垫面的沉积的速率,而且其扩散模型与本文提出的修正模型一致,证明了模型的有效性。
刘诗航[9]（2019）在《攀枝花干坝塘片区城市设计空间形态与风环境耦合性优化设计研究》文中指出地处中国西南川滇交界处的攀枝花市,是典型的干热河谷山地城市,其山高谷深的地理环境决定了该市近底层风场受地理形态和城市空间形态影响较大。风环境是决定城市外部空间舒适度的重要因素,科学利用风场和微气候技术,是城市设计的一个辅助和检验,优化城市空间形态是改善城市内部局地风环境的重要技术手段;城市设计的目标是创造和改善城市环境质量,设计的起步是构建安全、健康、宜居、功能合理且有品质的城市空间。本文从城市空间形态与风环境的耦合性角度出发,探讨了攀枝花市的干坝塘片区现有城市设计方案中由城市空间形态所引发的室外空间风环境舒适性问题;通过实地环境物理检测,ArcGIS地理信息模型和CFD技术数值风洞模拟等技术手段,对该区域城市设计方案实施后的局地风环境进行模拟;从热工舒适性这个理性角度去校核;从城市风环境纬度去寻找城市设计中空间生成的逻辑及方式;从宏观、中观、微观,三个层面对其城市肌理、路网格局、绿地和湿地系统、公共空间、建筑布局等多方面解析了该片区城市设计方案的外部空间风环境舒适性与其城市物理空间形态之间的内在的耦合关系;并以城市物理空间形态与风场的耦合性优化为出发点,合理利用城市设计语言,对该区域内地形对气流影响、能量辐射影响、绿地蒸腾作用等城市冠层内质量、能量循环系统善加引导;依据城市热工舒适性的相关指标,提出了关于现有城市设计在尽可能维持其区域发展目标及土地开发强度前提下,提高城市整体通风性能及公共空间人行范围内的局地风环境的热工舒适性的风环境优化技术手段。依据研究结果完成了干坝塘片区城市设计的优化方案,并将优化后的城市设计方案模型再次带入CFD系统中进行数值风洞模拟;在对比了优化前后的城市设计方案中各项城市整体通风性能指标及风环境舒适性指标之后,验证了优化后城市设计方案的合理性与可实施性;全流程解析了具有复杂地理环境的山地城市在进行风环境研究时,从建模到CFD数值风洞模拟过程中所涉及的理论原理、相关难点及技术手段;总结了具有相似气候环境的城市在进行室外风环境优化设计时可采取的优化策略及改进措施。
宋宗凯[10]（2019）在《不规则格栅型工程结构的风载体型系数研究》文中指出由于我国现行的《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）并未对“镂空型”格栅结构的风载体型系数提供明确的计算方法,因此当工程设计人员遇到此类结构时,往往只能依赖风洞试验或者根据无孔结构的风载体型系数进行折减。一方面,风洞试验的成本高、周期长;另一方面,折减时又缺乏必要的理论依据,存在安全隐患。为此,本文基于CFD理论,运用流体力学分析软件,对格栅型结构的风载体型系数开展系统研究。首先为了验证数值模拟方法的有效性,对德州理工大学TTU模型和高层建筑开洞模型的风载体型系数进行数值模拟,并与相应的风洞试验结果进行对比验证。在此基础上,通过大量的多工况模拟分析,探究孔隙率、孔型、孔径、孔偏移、孔厚度等多种因素,对格栅型结构体型系数的影响规律。最后,以实际工程为背景,对某大型不规则雕像结构的表面风载体型系数进行了数值风洞模拟分析。针对其中的不规则曲面背光部分,对比分析了体型系数估算值与数值模拟结果之间的差异,为该类不规则格栅型结构的体型系数合理取值提出了设计建议。通过上述分析研究,本文得到如下主要结论:（1）格栅型结构的体型系数可以按净面积或毛面积进行计算,两者之间可通过孔隙率进行相互换算。按净面积计算的体型系数变化范围小,但波动性较大。按毛面积计算的体型系数更能反映孔隙率对整体受力的“削减”作用,它与孔隙率之间的关系可近似用一次函数表达,而且在迎风面的毛体型系数拟合时效果更好。（2）在孔型、孔径以及孔偏移等因素的影响下,迎风面的体型系数相对于背风面变化并不明显。迎风面受影响最大的区域在平板的中部、下部和孔边缘。不同参数下,横向和竖向中轴线上的体型系数变化不大。背风面受影响最大的部分在板的周边以及孔边缘位置。（3）孔隙率作为影响体型系数的主导因素,每增大10%顺风向的毛体型系数大约减小0.13。孔隙率的增大会使背风面和顺风向的净体型系数增大,但毛体型系数会相应减小。相同孔隙率下,条形孔在迎风面和背风面的体型系数极值较大,但总体上背风面圆孔的体型系数更大,顺风向方孔更大。孔偏移和孔间距改变时,体型系数的变化波动性较大。厚度增大使迎风面的体型系数略有增加,但背风面体型系数大幅减小。在孔隙率不变的情况下,整体减小孔径会使迎风面下侧的孔附近的体型系数急剧增大,背风面孔间沿竖向中轴线上的负风压全部增大。（4）采用按主导孔隙率计算标准体型系数,并辅以孔型、孔径、孔偏移等因素修正的计算方法,对于不规则格栅型结构同样适用。经与数值模拟结果的对比分析,两者吻合良好。但在实际工程应用中,对形状特别复杂的格栅型结构,其影响因子建议适当放大,以增加其安全储备。
二、风洞模拟大气边界层的数据处理（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、风洞模拟大气边界层的数据处理（论文提纲范文）
（1）点源释放气溶胶扩散和沉积的风洞实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 气溶胶特性与危害 |
| 1.1.1 气溶胶的来源 |
| 1.1.2 气溶胶的污染特性与危害 |
| 1.2 风洞实验 |
| 1.2.1 风洞实验概况 |
| 1.2.2 风洞模拟的相似理论 |
| 1.3 大气中气溶胶迁移的研究现状 |
| 1.3.1 气溶胶在风洞中的扩散研究 |
| 1.3.2 气溶胶在风洞中的干湿沉积研究 |
| 1.3.3 气溶胶在粗糙子层的迁移 |
| 1.4 本课题的主要研究内容及研究意义 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究意义 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 实验仪器及测量方法 |
| 2.1 风洞实验室概况 |
| 2.2 风洞概况 |
| 2.3 实验模拟系统 |
| 2.3.1 气溶胶发生装置 |
| 2.3.2 测量技术及方法 |
| 第三章 典型地形下气溶胶在粗糙子层的迁移特征 |
| 3.1 实验概况 |
| 3.2 实验内容设计及测量 |
| 3.2.1 流场模拟实验 |
| 3.2.2 气溶胶在粗糙子层的迁移速度实验 |
| 3.3 数据处理方法 |
| 3.4 气溶胶在粗糙子层的迁移速度实验结果及分析 |
| 3.4.1 紊流特性 |
| 3.4.2 粒子纵向和垂向速度的概率分布 |
| 3.4.3 粗糙子层粒子速度随高度的分布 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 典型地形下气溶胶的干湿沉积在风洞的测定 |
| 4.1 实验概况 |
| 4.2 干、湿沉积实验内容设计及测量 |
| 4.2.1 干沉积实验内容设计及测量 |
| 4.2.2 湿沉积实验内容设计及测量 |
| 4.2.3 实验不确定度分析 |
| 4.3 气溶胶干湿沉积实验结果及分析 |
| 4.3.1 气溶胶干沉积实验结果及分析 |
| 4.3.2 气溶胶湿沉积实验结果及分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 结论及展望 |
| 5.1 研究内容的创新性 |
| 5.2 结论 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）CFD数值模拟在钢框架结构设计中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.1.1 超高层建筑的发展 |
| 1.1.2 风的特性 |
| 1.1.3 风对超高层建筑物的影响 |
| 1.2 结构风工程 |
| 1.2.1 大气边界层风场特性 |
| 1.2.1.1 平均风特性 |
| 1.2.1.2 脉动风特性 |
| 1.2.2 风工程研究方法 |
| 1.2.3 建筑风工程的研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 高层建筑等效风荷载的研究现状与进展 |
| 1.3.2 计算风工程在建筑结构中的发展与研究现状 |
| 1.4 存在的问题和不足 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 数值风洞模拟技术 |
| 2.1 CFD数值模拟技术的理论依据 |
| 2.1.1 计算流体动力学(CFD)介绍 |
| 2.1.2 基本控制方程组 |
| 2.1.3 湍流模型 |
| 2.1.3.1 布辛尼斯克湍流模型 |
| 2.1.3.2 k-ε模型 |
| 2.1.3.3 SST k-ω模型 |
| 2.2 CFD数值求解方法 |
| 2.3 网格划分技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 不同收进形式高层建筑数值风洞模拟 |
| 3.1 湍流模型的选取 |
| 3.2 设计不同收进形式的超高层建筑模型 |
| 3.3 建立数值模拟模型 |
| 3.3.1 几何布局 |
| 3.3.2 网格划分 |
| 3.3.3 网格质量检测 |
| 3.4 数值模拟 |
| 3.4.1 边界条件定义 |
| 3.4.2 求解器设置 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 数据对比分析与模型优化 |
| 4.1 基底剪、弯值提取分析 |
| 4.2 基底剪力影响分析 |
| 4.3 优化设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 工程应用研究 |
| 5.1 钢框架模型结构设计 |
| 5.2 数值模拟风荷载的结果处理与导入 |
| 5.2.1 表面风压数值分布 |
| 5.2.2 风压数值结果转化 |
| 5.3 不同风压定义下的计算结果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术成果 |
| 致谢 |
（3）中性层结条件下大气边界层风场特性的现场与风洞试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 大气边界层风场流动特性研究进展 |
| 1.2.2 大气边界层风洞试验研究进展 |
| 1.2.3 大气边界层风洞模拟方法研究进展 |
| 1.3 技术路线及研究内容 |
| 1.3.1 本文的技术路线 |
| 1.3.2 本文的研究内容 |
| 第2章 现场示踪扩散试验 |
| 2.1 现场试验厂址简介 |
| 2.2 现场试验方案 |
| 2.2.1 试验仪器 |
| 2.2.2 气象参数的观测 |
| 2.2.3 试验时间的确定 |
| 2.2.4 示踪剂的释放 |
| 2.2.5 采样布点方案 |
| 2.3 现场试验结果与分析 |
| 2.3.1 风速风向的规律性分析 |
| 2.3.2 大气稳定度 |
| 2.3.3 风速廓线 |
| 2.3.4 湍流强度廓线 |
| 2.3.5 大气边界层高度 |
| 2.3.6 气载污染物扩散特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 中性层结风洞模拟试验 |
| 3.1 风洞模拟试验理论基础 |
| 3.1.1 量纲分析 |
| 3.1.2 相似理论 |
| 3.2 风洞模拟试验设计 |
| 3.2.1 大气边界层风洞简介 |
| 3.2.2 风洞试验地物模型 |
| 3.2.3 风洞试验被动模拟装置设计 |
| 3.3 风洞试验流场品质校测 |
| 3.3.1 测量仪器介绍 |
| 3.3.2 平均风速范围 |
| 3.3.3 气流稳定性 |
| 3.3.4 速度均匀性 |
| 3.3.5 气流方向速度梯度 |
| 3.4 风洞试验风场调试结果分析 |
| 3.4.1 平均风速对风廓线指数的影响 |
| 3.4.2 尖劈对风洞风场特性的影响 |
| 3.4.3 粗糙元对风洞风场特性的影响 |
| 3.4.4 风洞风场最终调试结果 |
| 3.4.5 风洞示踪扩散试验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 大气边界层风洞数值模拟 |
| 4.1 数值模拟计算方法 |
| 4.2 模型建立与参数设置 |
| 4.2.1 几何建模 |
| 4.2.2 网格划分 |
| 4.2.3 边界条件设置 |
| 4.2.4 后处理方法 |
| 4.3 数值模拟结果分析 |
| 4.3.1 平均风速廓线 |
| 4.3.2 湍流强度廓线 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 本文的创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（4）环境风作用下边界层内速度分布风洞试验研究（论文提纲范文）
| 1 研究背景 |
| 2 试验条件 |
| 2.1 试验测量仪器 |
| 2.2 风洞结构 |
| 3 试验方法 |
| 3.1 试验测量 |
| 3.2 风速计算 |
| 4 试验结果与分析 |
| 4.1 试验结果 |
| 4.2 试验结果分析 |
| 5 结论 |
（5）千米级超高层建筑风向偏转效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 千米高度近地风特性研究 |
| 1.2.2 超高层建筑风荷载特性研究 |
| 1.2.3 超高层建筑风致响应特性研究 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第2章 千米高度良态风场特性实测研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 风廓线雷达实测数据质量控制及偏差修正 |
| 2.2.1 风廓线雷达参数及数据来源 |
| 2.2.2 风廓线雷达数据质量控制 |
| 2.2.3 风廓线雷达系统整体偏差修正 |
| 2.3 实测样本分类方法 |
| 2.3.1 样本初步分类 |
| 2.3.2 凝聚聚类分析 |
| 2.3.3 I型与R型风剖的成因 |
| 2.4 千米高度平均风速剖面特性及建模 |
| 2.4.1 I型风速剖面 |
| 2.4.2 R型风速剖面 |
| 2.5 千米高度平均风向剖面特性及建模 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 千米高度近地风特性模拟技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 千米高度偏转风场风洞模拟 |
| 3.2.1 导流装置的影响 |
| 3.2.2 被动模拟装置的影响 |
| 3.3 基于风洞模拟的偏转风特性分析 |
| 3.3.1 平均风特性分析 |
| 3.3.2 脉动风特性分析 |
| 3.4 千米高度无偏等效风场风洞模拟及风特性分析 |
| 3.5 千米高度偏转风场CFD数值模拟 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 偏转风对千米级超高层建筑风荷载特性的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 风洞试验设计 |
| 4.2.1 试验概况 |
| 4.2.2 数据处理方法 |
| 4.3 CFD数值模拟方法 |
| 4.4 偏转风对平均风荷载特性的影响 |
| 4.4.1 平均风压分布 |
| 4.4.2 整体平均力矩系数 |
| 4.4.3 层平均风力系数 |
| 4.5 偏转风对脉动风荷载特性的影响 |
| 4.5.1 整体脉动力矩系数 |
| 4.5.2 整体脉动力矩系数功率谱 |
| 4.5.3 层脉动风力系数及其功率谱 |
| 4.5.4 脉动风荷载空间相关性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 偏转风对千米级超高层建筑风致响应特性的影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 风致响应时域分析方法 |
| 5.2.1 Newmark-β法 |
| 5.2.2 千米级超高层建筑原型有限元模型 |
| 5.2.3 简化的有限元模型 |
| 5.3 偏转风对风致响应特性的影响 |
| 5.3.1 平均位移响应特性 |
| 5.3.2 脉动位移响应特性 |
| 5.3.3 极值位移响应特性 |
| 5.3.4 加速度响应特性 |
| 5.4 基于频域分析的偏转风效应 |
| 5.4.1 频域分析方法 |
| 5.4.2 偏转风对高阶模态及耦合模态贡献的影响 |
| 5.4.3 振型阶数的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 考虑风向偏转的超高层建筑抗风设计初步研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 纵向等效静风荷载的偏转风效应 |
| 6.3 横向等效静风荷载的偏转风效应 |
| 6.4 扭转向等效静风荷载的偏转风效应 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）非稳态数值风洞模拟的压强震荡研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 结构风工程研究现状 |
| 1.2.1 理论分析 |
| 1.2.2 现场实测 |
| 1.2.3 风洞试验 |
| 1.2.4 数值模拟 |
| 1.3 非稳态数值风洞技术 |
| 1.3.1 大涡模拟 |
| 1.3.2 大气边界层湍流风生成 |
| 1.3.3 非稳态数值风洞模拟研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 无剖面空风场压强震荡研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 大气边界层风特性 |
| 2.2.1 平均风 |
| 2.2.2 脉动风 |
| 2.3 非稳态数值风洞模拟的实现及参数设置 |
| 2.3.1 入口湍流生成方法和UDFs介绍 |
| 2.3.2 建立计算域模型 |
| 2.3.3 参数设置 |
| 2.3.4 流场生成方法验证 |
| 2.4 非稳态数值风洞模拟计算结果 |
| 2.4.1 数据处理 |
| 2.4.2 计算结果对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 带剖面空风场压强震荡研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 带风速剖面入口边界生成 |
| 3.3 模型建立与流场生成方法验证 |
| 3.3.1 计算域及边界条件 |
| 3.3.2 参数设置 |
| 3.3.3 流场生成方法验证 |
| 3.4 计算结果分析 |
| 3.4.1 单方向风速条件下压强震荡研究 |
| 3.4.2 多方向风速条件下压强震荡研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 带建筑风场压强震荡研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型建立 |
| 4.2.1 模型参数确定 |
| 4.2.2 网格划分 |
| 4.2.3 边界条件设置 |
| 4.3 计算结果分析 |
| 4.3.1 单方向风速条件下变网格尺寸算例对比 |
| 4.3.2 单方向风速条件下变计算时间步长算例对比 |
| 4.3.3 多方向风速条件下变网格尺寸算例对比 |
| 4.3.4 多方向风速条件下变计算时间步长算例对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 压强震荡解决方法探索 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 附加计算域方法 |
| 5.2.1 计算域尺寸及边界条件 |
| 5.2.2 参数设置 |
| 5.2.3 计算结果分析 |
| 5.3 改变网格尺寸方法 |
| 5.3.1 顺风向压强震荡对比 |
| 5.3.2 近壁面压强震荡对比 |
| 5.3.3 建筑表面压强震荡对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（7）某火电厂空冷结构风荷载及风振响应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 结构风工程研究的方法 |
| 1.2.1 现场实测 |
| 1.2.2 风洞试验 |
| 1.2.3 数值风洞技术 |
| 1.2.4 频域及时域分析方法 |
| 1.3 风荷载及风振响应研究现状 |
| 1.4 本文开展的研究工作 |
| 2 结构风工程基本理论 |
| 2.1 大气边界层平均风特性 |
| 2.1.1 大气边界层 |
| 2.1.2 平均风速剖面 |
| 2.2 脉动风特性 |
| 2.2.1 湍流强度 |
| 2.2.2 湍流积分尺度 |
| 2.2.3 脉动风速功率谱 |
| 2.2.4 脉动风相干函数 |
| 2.3 规范中风压高度变化系数 |
| 2.4 规范中风荷载体型系数 |
| 2.5 规范中的风振系数 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 某空冷结构刚性模型数值风洞模拟分析 |
| 3.1 计算流体力学控制方程 |
| 3.2 湍流求解的方法 |
| 3.3 刚性模型数值风洞的建立 |
| 3.3.1 ANSYS Workbench求解框架搭建 |
| 3.3.2 模型的建立 |
| 3.3.3 计算域的确定及网格划分 |
| 3.3.4 边界条件设置 |
| 3.4 数值风洞模拟结果 |
| 3.4.1 计算工况及模型分区 |
| 3.4.2 参考点位置 |
| 3.4.3 风速矢量图及风压云图 |
| 3.4.4 挡风墙及桁架风荷载体型系数 |
| 3.4.5 空冷柱风荷载体型系数 |
| 3.4.6 蒸汽管风荷载体型系数 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 某空冷结构的动力特性分析 |
| 4.1 空冷结构有限元计算模型 |
| 4.1.1 模型的基本参数 |
| 4.1.2 模型的简化 |
| 4.2 空冷结构模态分析 |
| 4.2.1 模态分析基本原理 |
| 4.2.2 模态分析计算结果 |
| 4.3 阻尼的确定 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 某空冷结构风振响应分析 |
| 5.1 结构风振响应计算方法 |
| 5.1.1 平均风响应 |
| 5.1.2 脉动风响应 |
| 5.1.3 总风致响应 |
| 5.2 AR线性滤波法脉动风荷载模拟 |
| 5.2.1 AR模型 |
| 5.2.2 AR线性滤波法模拟风速时程的基本过程 |
| 5.2.3 风压力时程计算 |
| 5.3 空冷结构风振响应时程分析 |
| 5.3.1 空冷结构脉动风速时程模拟 |
| 5.3.2 风振响应求解结果 |
| 5.3.3 风振系数分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 个人简历 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）海洋表面核事故气溶胶扩散模型及干沉积实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 气溶胶海表面扩散与沉积研究现状 |
| 1.2.2 核事故气溶胶大气扩散实验方法研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 海表面高斯烟羽模型的研究与修正 |
| 2.1 高斯烟羽模型基本原理 |
| 2.2 模型修正方法 |
| 2.3 海表面大气扩散模型数值分析 |
| 2.3.1 参数选取 |
| 2.3.2 修正模型与原始模型比较 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多风扇主动控制风洞实验平台建立 |
| 3.1 多风扇主动控制风洞实验系统 |
| 3.1.1 多风扇主动控制风洞 |
| 3.1.2 大气风洞模拟实验相似方法 |
| 3.1.3 测量设备和方法 |
| 3.1.4 实验方法 |
| 3.2 基于卷积神经网络多风扇风速拟合算法 |
| 3.2.1 卷积神经网络结构搭建 |
| 3.2.2 多项非线性拟合 |
| 3.2.3 损失函数 |
| 3.3 实验结果分析 |
| 3.3.1 训练结果评价 |
| 3.3.2 测试结果评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 风洞中气溶胶实时跟踪测量研究 |
| 4.1 高速相机实时跟踪实验系统 |
| 4.1.1 实验系统 |
| 4.1.2 控制系统 |
| 4.2 基于相关滤波算法和YOLO算法的控制算法 |
| 4.2.1 Staple相关滤波算法 |
| 4.2.2 YOLO算法标记目标及实验 |
| 4.2.3 控制方案 |
| 4.3 实验与结果分析 |
| 4.3.1 实验方法 |
| 4.3.2 结果分析和讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于风洞实验的海域大气扩散模型的验证 |
| 5.1 风洞模拟实验 |
| 5.1.1 海洋表面大气扩散 |
| 5.1.2 陆地表面大气扩散 |
| 5.2 粒子图像处理方法 |
| 5.3 “高斯-汇”模型验证分析 |
| 5.3.1 气溶胶浓度分布 |
| 5.3.2 气溶胶扩散系数 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（9）攀枝花干坝塘片区城市设计空间形态与风环境耦合性优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.5 研究方法与技术路线 |
| 1.5.1 现场环境物理实测 |
| 1.5.2 三维数字地理信息模型及城市建模 |
| 1.5.3 CFD技术数值风洞实验 |
| 1.5.4 气候适应性城市设计优化 |
| 1.6 研究框架 |
| 2 攀枝花基础资料整理及干坝塘片区环境物理实测 |
| 2.1 攀枝花城市概况 |
| 2.1.1 攀枝花城市概况及城市总体规划解读 |
| 2.1.2 攀枝花城市地理环境特征 |
| 2.2 攀枝花气候环境特征 |
| 2.2.1 攀枝花城市气候特征 |
| 2.2.2 攀枝花城市整体风环境特征 |
| 2.3 干坝塘片区地理环境及城市形态分析 |
| 2.3.1 干坝塘片区地理环境分析 |
| 2.3.2 干坝塘片区城市形态分析 |
| 2.4 干坝塘分区规划及发展目标解读 |
| 2.4.1 规划结构 |
| 2.4.2 用地布局 |
| 2.5 干坝塘片区城市设计方案概述 |
| 2.6 干坝塘片区实地调研 |
| 2.6.1 干坝塘片区场地现状调研 |
| 2.6.2 干坝塘片区环境物理实测 |
| 2.7 干坝塘建成区结合核心区城市设计方案空间形态指标测算 |
| 2.7.1 城市地表粗糙度 |
| 2.7.2 建筑密度、容积率 |
| 2.7.3 围合度、错落度 |
| 2.7.4 平均高度、最高高度 |
| 2.8 干坝塘片区现存气候问题总结与应对策略分析 |
| 2.8.1 城市干岛效应应对策略 |
| 2.8.2 城市热岛效应应对策略 |
| 2.9 本章小结 |
| 3 攀枝花干坝塘片区数值风洞模拟 |
| 3.1 城市风环境研究相关概念界定 |
| 3.1.1 大气边界层内风场和对数风廓线 |
| 3.1.2 城市空间形态 |
| 3.1.3 宏观、中观、微观尺度在本文中的范围界定 |
| 3.1.4 狭管效应 |
| 3.2 干坝塘片区三维地理信息数字建模 |
| 3.2.1 场地建模区域确定 |
| 3.2.2 数字化高程模型建立 |
| 3.3 CFD技术数值风洞模拟研究基本理论与方法 |
| 3.3.1 计算区块划分 |
| 3.3.2 模拟区域边界条件及算式设置 |
| 3.3.3 计算网络及风环境数据监测面设置 |
| 3.3.4 湍流模型及其他算式设置 |
| 3.4 模拟结果整理与分析 |
| 3.4.1 干坝塘片区总体风环境模拟结果与分析 |
| 3.4.2 干坝塘片区分区风环境模拟结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 干坝塘片区城市设计的空间形态与风环境耦合关系 |
| 4.1 城市空间形态与风环境耦合性分析与评价的方法及相关规范研究 |
| 4.1.1 室外风环境舒适度评价的相关政策与标准 |
| 4.1.2 城市空间形态与风环境耦合性相关评估指标研究 |
| 4.1.3 干坝塘片区整体风环境评价 |
| 4.2 宏观层面 |
| 4.2.1 干坝塘片区多尺度通风廊道结构、分布及通风效率分析 |
| 4.2.2 干坝塘片区城市路网格局与风环境耦合性分析 |
| 4.2.3 干坝塘片区绿地系统与风环境耦合性分析 |
| 4.2.4 干坝塘片区城市肌理与风环境耦合性分析 |
| 4.3 中观层面 |
| 4.3.1 干坝塘公共开敞空间与风环境耦合性评价 |
| 4.3.2 干坝塘绿地公园对局地微气候调节作用分析 |
| 4.3.3 干坝塘城市湿地对局地微气候调节作用分析 |
| 4.3.4 干坝塘片区街区空间形态与风环境耦合性分析 |
| 4.4 微观层面 |
| 4.4.1 干坝塘片区内单体建筑空间形态与风环境耦合性研究总结 |
| 4.4.2 低层中、低密度建筑群单元布局方式与风环境耦合性分析 |
| 4.4.3 低层高密度建筑群单元布局方式与风环境耦合性分析 |
| 4.4.4 多层中密度建筑群单元布局方式与风环境耦合性分析 |
| 4.4.5 大体量多层公共建筑外部空间与风环境耦合性分析 |
| 4.4.6 高层建筑单元布局方式与风环境耦合性分析 |
| 4.4.7 高层与低层混合建筑群单元布局方式与风环境耦合性分析 |
| 4.4.8 干坝塘片区单一地块内建筑群体组合模式与风环境耦合关系总结 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 干坝塘片区城市设计优化策略及方案 |
| 5.1 宏观优化策略 |
| 5.1.1 与山水格局相契合的城市通风廊道营造 |
| 5.1.2 网络化城市绿地和湿地体系构建 |
| 5.1.3 街道走向控制与街区形态优化策略 |
| 5.2 中观优化策略 |
| 5.2.1 与城市风环境相适应的建筑群聚集肌理 |
| 5.2.2 公共开敞空间与风环境耦合性优化 |
| 5.2.3 滨水空间布局、形态的选择与控制 |
| 5.2.4 绿地公园布局与规模优化策略 |
| 5.3 微观优化策略 |
| 5.3.1 低层建筑群单元布局方式与围合度设计 |
| 5.3.2 多层建筑群单元布局方式与围合度设计 |
| 5.3.3 大体量多层公共建筑外部空间设计 |
| 5.3.4 高层建筑单元布局方式与围合度设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 干坝塘片区原城市设计方案与优化方案对比分析 |
| 6.1 原城市设计方案与优化方案风速分布特征对比及分析 |
| 6.1.1 基于静风区面积比的对比分析 |
| 6.1.2 基于弱风区面积比的对比分析 |
| 6.1.3 基于舒适风速区面积比的对比分析 |
| 6.1.4 基于强风区面积比的对比分析 |
| 6.2 原城市设计方案与优化方案重要节点平均风速及风速离散度对比分析 |
| 6.2.1 干坝塘城市设计方案中不同边界内平均风速及风速离散度的计算方法 |
| 6.2.2 干坝塘城市设计方案整体平均风速及风速离散度对比分析 |
| 6.2.3 干坝塘城市设计方案道路系统平均风速及风速离散度对比分析 |
| 6.2.4 干坝塘城市设计方案绿地系统平均风速及风速离散度对比分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 主要研究价值 |
| 7.3 存在的不足 |
| 附录 |
| 附录一 图录 |
| 附录二 表录 |
| 附录三 干坝塘片区实地环境物理测试数据汇总 |
| 附录四 干坝塘片区公共空间风环境评价指标测算 |
| 附录五 干坝塘片区优化方案公共空间风环境评价指标测算 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）不规则格栅型工程结构的风载体型系数研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 风工程的研究方法 |
| 1.2.1 现场实测 |
| 1.2.2 风洞试验 |
| 1.2.3 理论分析 |
| 1.2.4 数值风洞 |
| 1.3 格栅型结构的数值模拟现状 |
| 1.3.1 国内的研究成果 |
| 1.3.2 国外的研究成果 |
| 1.4 格栅型结构研究现状综述 |
| 1.5 本文的研究工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 风载体型系数及CFD简介 |
| 2.1 大气边界层风环境 |
| 2.1.1 大气边界层 |
| 2.1.2 平均风剖面 |
| 2.2 建筑结构风载体型系数 |
| 2.2.1 适用于常数风速的体型系数定义 |
| 2.2.2 适用于指数风速的体型系数定义 |
| 2.3 CFD守恒控制方程 |
| 2.3.1 质量守恒方程 |
| 2.3.2 动量守恒方程 |
| 2.4 N-S方程的数值求解方法 |
| 2.4.1 雷诺数 |
| 2.4.2 直接数值模拟(DNS) |
| 2.4.3 基于空间平均的大涡模拟(LES) |
| 2.4.4 基于时间平均的RANS法 |
| 2.5 近壁面处理 |
| 2.6 FLUENT软件简介 |
| 参考文献 |
| 第三章 数值风洞模拟方法有效性的验证 |
| 3.1 TTU建筑标准模型 |
| 3.1.1 建立分析模型 |
| 3.1.2 Gambit网格划分 |
| 3.1.3 Fluent中的模型相关设置 |
| 3.1.4 数值模拟结果的验证 |
| 3.1.5 风载体型系数计算结果 |
| 3.1.6 常速风速计算TTU建筑模型 |
| 3.2 高层建筑开洞模型实验 |
| 3.2.1 风洞试验简介 |
| 3.2.2 数值模拟分析 |
| 3.2.3 结果对比分析 |
| 3.2.4 数值模拟图示结果 |
| 3.2.5 不同风速的对比模拟 |
| 3.3 立方体绕流模型 |
| 3.3.1 0.1×0.1×0.1m立方体绕流模型 |
| 3.3.2 参考高度和体型系数定义方式对计算结果的影响 |
| 3.3.3 边界条件和来流速度对计算结果的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 不同开孔参数对格栅型结构的风载体型系数影响研究 |
| 4.1 研究思路 |
| 4.1.1 数值模拟分析 |
| 4.1.2 体型系数的对比分析 |
| 4.2 孔型、孔隙率对体型系数的影响 |
| 4.2.1 数值模拟分析 |
| 4.2.2 迎风面毛体型系数 |
| 4.2.3 迎风面净体型系数 |
| 4.2.4 背风面和顺风向体型系数 |
| 4.2.5 相同孔隙率下不同孔型的对比分析 |
| 4.2.6 相同孔型下不同孔隙率的对比分析 |
| 4.3 孔偏移、孔距、孔厚度等对风载体型系数的影响 |
| 4.3.1 孔偏移对体型系数的影响 |
| 4.3.2 孔间距对体型系数的影响 |
| 4.3.3 孔厚度对体型系数的影响 |
| 4.3.4 孔隙率不变时孔径对体型系数的影响 |
| 4.3.5 孔径不变时板长对体型系数的影响 |
| 4.4 不同次要因素的影响范围 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 大型不规则雕像结构的风载体型系数研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 格萨尔王雕像的数值模拟分析 |
| 5.2.1 CAD建模 |
| 5.2.2 Gambit网格划分 |
| 5.2.3 Fluent中的模型相关设置 |
| 5.2.4 数值模拟结果分析 |
| 5.3 大型不规则格栅型结构的风载体型系数研究 |
| 5.3.1 大型不规则曲面背光的建模和网格划分 |
| 5.3.2 大型不规则曲面背光的数值模拟结果分析 |
| 5.4 规则格栅的影响规律在不规则格栅中的应用简介 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 附录A |
| 附录B |
| 附录C |
| 作者读研期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、风洞模拟大气边界层的数据处理（论文参考文献）
- [1]点源释放气溶胶扩散和沉积的风洞实验研究[D]. 高赞. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]CFD数值模拟在钢框架结构设计中的应用研究[D]. 白笑天. 河北建筑工程学院, 2021(01)
- [3]中性层结条件下大气边界层风场特性的现场与风洞试验研究[D]. 桑利新. 南华大学, 2021
- [4]环境风作用下边界层内速度分布风洞试验研究[J]. 王树鑫,李陆军,赵顺安,黄春花. 中国水利水电科学研究院学报, 2021(03)
- [5]千米级超高层建筑风向偏转效应研究[D]. 刘昭. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]非稳态数值风洞模拟的压强震荡研究[D]. 李鑫宇. 沈阳建筑大学, 2020(04)
- [7]某火电厂空冷结构风荷载及风振响应分析[D]. 陈松波. 郑州大学, 2020(02)
- [8]海洋表面核事故气溶胶扩散模型及干沉积实验研究[D]. 吴思远. 上海交通大学, 2020(01)
- [9]攀枝花干坝塘片区城市设计空间形态与风环境耦合性优化设计研究[D]. 刘诗航. 西安建筑科技大学, 2019(06)
- [10]不规则格栅型工程结构的风载体型系数研究[D]. 宋宗凯. 东南大学, 2019(05)