检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2021年第10期38卷 1-11页

作者：叶继红杨振宇江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室(中国矿业大学) 徐州221116 徐州市工程结构火安全重点实验室(中国矿业大学) 徐州221116 东南大学土木工程学院南京211189

生成式对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)是人工智能领域较为重要的思想与方法。该文提出基于GAN生成风场,其中,由于GAN需要训练数据,考虑到实测风场数据的困难与匮乏,该文通过改进循环预前模拟法生成训练数据,并利用GANθ... 详细信息

生成式对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)是人工智能领域较为重要的思想与方法。该文提出基于GAN生成风场,其中,由于GAN需要训练数据,考虑到实测风场数据的困难与匮乏,该文通过改进循环预前模拟法生成训练数据,并利用GANθ与GAN_(Δθ)生成风场,前者用于生成单点相位谱,后者用于生成单位距离相位谱差值,以克服传统模拟方法湍流度略低、频谱特性失真等不足;进而基于中心递进法利用GANθ、GAN_(Δθ)的结果生成相位谱;利用相位谱、幅值谱生成风场。从数据分布角度定性评估了GAN结果质量;利用1-NN算法定量评估了GAN结果质量;从风场特性角度将GAN生成的风场与目标风场进行了对比验证。通过定性、定量及对比验证可得:基于GAN生成的数据分布与目标分布相接近,生成的风场特性与目标风场相接近,说明基于GAN生成风场方法通过学习数据分布特性生成数据,具有良好的适应能力与生成数据能力。

关键词：大气边界层风场风场生成生成式对抗网络预前模拟法风场特性保持

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大气边界层大涡模拟入口湍流生成方法综述

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工程力学 2020年第5期37卷 15-25页

作者：周桐杨庆山闫渤文 Pham Van Phuc 王京学北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044 重庆大学土木工程学院重庆400044 清水建设技术研究所日本东京135-8530

随着计算资源的飞速发展以及数值模拟技术的不断进步,大涡模拟被越来越多地应用于结构风工程领域的研究。运用大涡模拟准确模拟结构风效应的关键问题之一是生成满足大气边界层风场特性的入口湍流条件。预前模拟法和人工合成法是目前主... 详细信息

随着计算资源的飞速发展以及数值模拟技术的不断进步,大涡模拟被越来越多地应用于结构风工程领域的研究。运用大涡模拟准确模拟结构风效应的关键问题之一是生成满足大气边界层风场特性的入口湍流条件。预前模拟法和人工合成法是目前主流的两类大涡模拟入口湍流生成方法。该文阐述了不同入口湍流生成方法的基本原理,并梳理其在结构风工程领域的发展。从结构风工程研究的角度出发,对比分析不同方法的特点及适用性。最后,针对当前大气边界层大涡模拟入口湍流生成方法存在的问题,提出了未来研究的展望。

关键词：大涡模拟入口湍流生成方法综述结构风工程预前模拟法人工合成法

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大气边界层风场的大涡模拟

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山西建筑 2018年第32期44卷 56-57页

作者：吴畏中铁五局集团建筑工程有限责任公司贵州贵阳550002

为了研究大气边界层脉动风场的变化规律,基于大涡模拟,采用预前模拟法,通过在全尺寸流域模型中布置粗糙元、扰流杆和格栅来模拟B类地貌,速度入口导入不同地面粗糙度指数的指数风,成功生成了一系列满足要求的随机脉动风。采用预前模拟法... 详细信息

为了研究大气边界层脉动风场的变化规律,基于大涡模拟,采用预前模拟法,通过在全尺寸流域模型中布置粗糙元、扰流杆和格栅来模拟B类地貌,速度入口导入不同地面粗糙度指数的指数风,成功生成了一系列满足要求的随机脉动风。采用预前模拟法中的前置粗糙元法来实现B类地貌大气边界层的大涡模拟。

关键词：大气边界层大涡模拟粗糙元预前模拟法

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湍流入口条件下建筑非定常风场的大涡模拟

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工程力学 2012年第12期29卷 274-280页

作者：李启杨庆山朱伟亮北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中海油研究总院北京100027

考虑湍流入口条件对绕德州理工大学标准模型的三维非定常风场进行了数值模拟;比较了稳态入口边界条件下时均风速剖面形状对建筑表面压力分布的影响;分别采用旋涡法、谱合成法和预前模拟法生成湍流入口风速脉动;并将相应的大涡模拟结果... 详细信息

考虑湍流入口条件对绕德州理工大学标准模型的三维非定常风场进行了数值模拟;比较了稳态入口边界条件下时均风速剖面形状对建筑表面压力分布的影响;分别采用旋涡法、谱合成法和预前模拟法生成湍流入口风速脉动;并将相应的大涡模拟结果与实测数据和风洞试验数据进行了对比分析。结果表明:时均风速剖面形状对时均流场的影响几乎可以忽略,但对瞬态流场的计算有很大影响,工程应用中建议根据当地实测数据修正风速剖面公式;采用由预前模拟法生成的湍流作为入口边界条件进行大涡模拟得到的建筑表面风压非定常特性与实际情况最为吻合;通过高精度插值算法,预生成的入口湍流时程数据能在位于相同地貌下不同建筑绕流的大涡模拟中反复使用,在一定程度上弥补了预前模拟耗时的缺陷。

关键词：计算流体动力学入口条件大涡模拟预前模拟法谱合成法旋涡法

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基于FLUENT的大气边界风场LES模拟

基于FLUENT的大气边界风场LES模拟

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作者：王婷婷北京交通大学

学位级别：硕士

随着国民经济的发展和社会活动的需要，人们对工程结构的要求越来越高。为了增加高度与跨度，结构逐渐采用轻质高强的建筑材料，使得结构刚度日趋减小，对风荷载更加敏感；由于对建筑效果的追求，建筑结构的体型越来越丰富多彩，使得确... 详细信息

随着国民经济的发展和社会活动的需要，人们对工程结构的要求越来越高。为了增加高度与跨度，结构逐渐采用轻质高强的建筑材料，使得结构刚度日趋减小，对风荷载更加敏感；由于对建筑效果的追求，建筑结构的体型越来越丰富多彩，使得确定结构风荷载的难度不断增加。如果不能合理确定作用在结构上的风荷载将会造成工程结构损伤和破坏，给人民生命财产带来重大的损失，所以确定风荷载的准确取值是结构抗风设计的关键；而大气边界层的流场特性，如风速剖面、湍流度剖面、脉动风速功率谱等是确定结构风荷载的基础；因此，准确描述建筑结构周围的大气边界层风场情况是确定结构风荷载的前提。\n 随着计算机软硬件水平的飞速发展，CFD技术在工程中的应用愈加广泛，且CFD具有速度快、费用低、结果采集更为全面等明显优势，良好的应用前景使其在结构风工程领域得到了越来越多的重视，正逐渐成为计算结构风荷载、模拟复杂风环境的重要方法之一。\n 土木工程结构所处的大气边界层风场是不可压缩的湍流运动。根据对湍流中各级尺度涡计算精度和对控制方程处理方法的不同，CFD的模拟方法可分为直接数值模拟法(DNS)、雷诺平均法(RANS)和大涡模拟法(LES)三类。其中，大涡模拟法是数值抗风研究中兼顾计算精度与计算效率的主要选择。本文将采用大涡模拟的方法对不同地貌类别大气边界层风场进行数值模拟，为模拟建筑结构绕流、确定结构表面风荷载提供依据。\n 本文主要研究工作包括：\n 1、通过利用拟周期边界条件、布置粗糙元和添加随机扰动等措施实现了大气边界层风场的LES模拟。其中，通过布置粗糙元增加流场底部的扰动，通过在流场指定范围内添加满足正态分布的随机数来加大流场上部的扰动，并提出了添加随机数标准差的近似计算公式。\n 2、自己编写C语言程序描述上述拟周期边界条件及添加的随机数，将其作为UDF加入到FLUENT软件中参与计算，并通过编写并行程序加快计算速度。\n 3、研究了CFD数值计算中各种参数的设置，主要包括计算域的选取、粗糙元的布置、网格的划分及时间步长的设置，并针对本文所模拟的大气边界层风场提出各参数的合理取值。\n 4、验证了本文提出的数值模拟方法的可行性与正确性，并分析了影响数值模拟结果的主要参数，包括网格密度、数据提取位置、粗糙元高度、随机数大小、随机数赋值方向及范围，掌握了其影响规律。\n 5、采用上述模拟方法，对不同地貌类别的大气边界层风场进行数值模拟，并通过改变各影响参数的取值，使模拟得到的风场特征参数逐渐逼近模拟目标，最终生成需要的大气边界层风场，为后续进行结构钝体绕流的大涡模拟提供了有价值的来流风场生成方法。

关键词：大气边界层风场大涡模拟有限体积法预前模拟法拟周期边界条件

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基于FLUENT的大气边界层风场LES模拟

基于FLUENT的大气边界层风场LES模拟

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作者：王婷婷北京交通大学

学位级别：硕士

随着国民经济的发展和社会活动的需要,人们对工程结构的要求越来越高。为了增加高度与跨度,结构逐渐采用轻质高强的建筑材料,使得结构刚度日趋减小,对风荷载更加敏感；由于对建筑效果的追求,建筑结构的体型越来越丰富多彩,使得确定结构... 详细信息

随着国民经济的发展和社会活动的需要,人们对工程结构的要求越来越高。为了增加高度与跨度,结构逐渐采用轻质高强的建筑材料,使得结构刚度日趋减小,对风荷载更加敏感；由于对建筑效果的追求,建筑结构的体型越来越丰富多彩,使得确定结构风荷载的难度不断增加。如果不能合理确定作用在结构上的风荷载将会造成工程结构损伤和破坏,给人民生命财产带来重大的损失,所以确定风荷载的准确取值是结构抗风设计的关键；而大气边界层的流场特性,如风速剖面、湍流度剖面、脉动风速功率谱等是确定结构风荷载的基础；因此,准确描述建筑结构周围的大气边界层风场情况是确定结构风荷载的前提。随着计算机软硬件水平的飞速发展,CFD技术在工程中的应用愈加广泛,且CFD具有速度快、费用低、结果采集更为全面等明显优势,良好的应用前景使其在结构风工程领域得到了越来越多的重视,正逐渐成为计算结构风荷载、模拟复杂风环境的重要方法之一。土木工程结构所处的大气边界层风场是不可压缩的湍流运动。根据对湍流中各级尺度涡计算精度和对控制方程处理方法的不同,CFD的模拟方法可分为直接数值模拟法(DNS)、雷诺平均法(RANS)和大涡模拟法(LES)三类。其中,大涡模拟法是数值抗风研究中兼顾计算精度与计算效率的主要选择。本文将采用大涡模拟的方法对不同地貌类别大气边界层风场进行数值模拟,为模拟建筑结构绕流、确定结构表面风荷载提供依据。本文主要研究工作包括： 1、通过利用拟周期边界条件、布置粗糙元和添加随机扰动等措施实现了大气边界层风场的LES模拟。其中,通过布置粗糙元增加流场底部的扰动,通过在流场指定范围内添加满足正态分布的随机数来加大流场上部的扰动,并提出了添加随机数标准差的近似计算公式。 2、自己编写C语言程序描述上述拟周期边界条件及添加的随机数,将其作为UDF加入到FLUENT软件中参与计算,并通过编写并行程序加快计算速度。 3、研究了CFD数值计算中各种参数的设置,主要包括计算域的选取、粗糙元的布置、网格的划分及时间步长的设置,并针对本文所模拟的大气边界层风场提出各参数的合理取值。 4、验证了本文提出的数值模拟方法的可行性与正确性,并分析了影响数值模拟结果的主要参数,包括网格密度、数据提取位置、粗糙元高度、随机数大小、随机数赋值方向及范围,掌握了其影响规律。 5、采用上述模拟方法,对不同地貌类别的大气边界层风场进行数值模拟,并通过改变各影响参数的取值,使模拟得到的风场特征参数逐渐逼近模拟目标,最终生成需要的大气边界层风场,为后续进行结构钝体绕流的大涡模拟提供了有价值的来流风场生成方法。

关键词：大气边界层风场大涡模拟有限体积法预前模拟法拟周期边界条件

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