大幅受迫振动下建筑结构风场模拟方法及风压影响

大幅受迫振动下建筑结构风效应和风场模拟是一篇重要的科研论文，由中国科技论文在线首发。该研究由李俊龙、周岱、涂佳黄和黄橙四位作者，来自上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，他们关注的核心问题是大幅受迫振动条件下建筑结构周围风场及风压的数值模拟。在这样的复杂工程背景下，他们采用了先进的任意拉格朗日-欧拉（ALE）方法，这是一种动态网格技术，能够适应流动中的结构运动，保持网格与流动结构保持一致。 流线迎风Petrov-Galerkin (SUPG) 方法被结合进来，这是一种基于流线方向的增强稳定性技术，能够提高求解精度，特别是在处理高雷诺数风场时，这涉及到流体动力学中的一个重要参数，表示流速与特征长度的比值，高雷诺数意味着流体的湍流特性更显著。三步有限元方法也被应用，这是一种有效的离散技术，将连续域分解成多个子区域，以便更精确地计算结构与风场的相互作用。 通过这种方法，研究人员开发出一种稳定化流体有限元大涡模拟方法，特别适用于模拟带有运动边界的风场，如在大幅受迫振动导致的结构动态情况下。他们的研究结果揭示了屋盖大幅值受迫振动对风效应有显著影响，不仅改变了结构表面的平均风压分布，还显著影响了风压的脉动性，这对于理解和预测建筑结构在极端风况下的性能至关重要。 论文的关键点集中在任意拉格朗日-欧拉方法、稳定化流体有限元技术以及风场模拟的实际应用，特别是如何处理结构振动对风压分布的影响，这些研究成果对于结构工程师和风工程领域的专业人士具有重要的参考价值。这篇论文是推动建筑结构风工程仿真技术进步的重要一步。