流體力學補償標準伽遼金有限元及其在建筑風場中的應用.pdf

1、近年來，隨著計算機技術和數值求解理論的快速發(fā)展，基于流體力學基本理論的數值模擬已經成為大跨空間結構、高層建筑和橋梁等風場分析的重要手段。論文重點研究了流體力學補償標準伽遼金有限元法，自主開發(fā)了AADS_ Fluid(Automatic Analysis andDesign of Space Structure_Fluid)模塊，對建筑風場進行了模擬和研究，為建筑物風荷載值的確定提供理論和技術支持。
　　論文首先對流體力學的基本理論

2、進行了梳理，總結了流體力學控制方程的時間差分格式和空間有限元離散格式。通過對一維定常對流擴散方程有限元解的波動研究，提出了一維補償標準伽遼金(Complemental Standard Galerkin，CSG)有限元法，該方法包括一維插值形函數的構造和節(jié)點一階導數連續(xù)性的補償。通過對比一維CSG法的解、基于一維線性插值形函數的解和微分方程的解析解，驗證了提出的一維CSG法是準確的，可有效地改善有限元解的精度。
　　接著在一維CS

3、G法的基礎上提出了求解N-S方程的補償標準伽遼金有限元法，該法包括二維和三維的指數型插值形函數、節(jié)點處的一階導數連續(xù)性補償及相鄰單元之間動量、質量和能量通量的補償，同時提出了N-S方程的時間差分格式及分裂方法，實施以θ法為基礎的遞推求解流程和算法，并在AADS_ Fluid模塊中實現，通過算例表明采用CSG法計算所得的壓強、速度與試驗值吻合良好，說明該法是準確和可行的，并有較好的精度，是一種平行于SUPG和CBS的流體力學有限元法。

4、r>　　最后，在流體力學有限元研究的基礎上，提出了CSG有限元法、流體力學計算中的相似性理論、計算風場的構建，采用徑向函數的信息傳遞技術等四部分組成的計算建筑風場和確定風壓系數的綜合方法，通過算例的計算值與實測值相比驗證本綜合法是可靠的，計算量小，計算結果準確。將其應用到對高層標準模型CAARC的進一步研究中，分析了不同地貌，不同風向角以及開孔的情況下建筑風壓系數的變化，以及周邊建筑對風場的影響，同時考慮建筑面內的剪切力及摩擦力，為工程