Главная / Галерея / Ansys CFX / Ansys CFX. Определение ветровых нагрузок на сооружения «АВК Домодедово»

Ansys CFX. Определение ветровых нагрузок на сооружения «АВК Домодедово»

( 1 Голос )
Кощеев А.В. (ООО «CAE-Services») 22.09.2009

 

Материал с сайта: http://www.cae-services.ru/

 

Проведено математическое моделирование ветровой обстановки в районе «АВК Домодедово» с целью определения ветровых нагрузок на сооружения «АВК Домодедово».

Расчеты проведены путем численного решения трехмерных нестационарных уравнений газовой динамики с учетом турбулентности потока.

Для определения аэродинамических нагрузок проводилось шесть вариантов расчетов.

В качестве основного расчетного варианта рассматривалась модель «АВК Домодедово» без многоуровневой автомобильной парковки.

Для данной модели проводилось четыре расчета для различных вариантов направления ветра (X, -X, Z, -Z) с характерной скоростью Uref = 30 м/с (при yref = 30м).

Для основного направления (-Z) проводится дополнительный расчет с характерной скоростью ветра Uref=15 м/с (при yref = 10м).

Отдельный расчет проводился для оценки влияния многоуровневой автомобильной парковки, расположенной перед аэровокзальным комплексом.

Рассматривался ветер основного направления (-Z) с характерной скоростью Uref = 30 м/с (при yref = 30м).

 

 

1a1b

Рис. 1. Варианты геометрии модели.

 

Высотный профиль скорости ветра задан согласно модели Монина-Обухова для нейтральной стратификации атмосферы (температура воздуха постоянна и не зависит от высоты).

Данная модель наиболее проста и позволяет записать для профиля скорости выражение вида: U=(u/k)*ln(y/y0), где y0- параметр шероховатости подстилающей поверхности. Для определения масштаба применяются данные измерений профилей скорости ветра в пределах приземного слоя: u = (Uref *k)/ln(yref/y0).

Атмосферная турбулентность описывается двумя параметрами: кинетической энергией турбулентного движения k и скоростью ее диссипации e . Для нейтральной стратификации, профили данных величин можно записать в виде: k=(u^2)/(Cmu)^0.5 и е=(u^3)/k*z.

Для вычисления турбулентных напряжений Рейнольдса применен вариант RNG модели турбулентности.

Геометрия земной поверхности в радиусе ~500м от центра модели учитывала характерные особенности реальной поверхности (холмы, насыпи и т.п.), далее геометрия поверхности «выводилась» линейной интерполяцией на нулевой уровень на радиусе 1000м.

Поверхность модели была разделена на три типа шероховатости в соответствии с характером окружающей поверхности.

 

сетка в Ansys CFX

Рис. 2. Поверхностная сетка на элементе модели.

 

Полное количество элементов N~4.5 миллиона.

Задача решалась в нестационарной постановке.
Основным результатом работы являются поля давления по поверхности модели, поэтому при расчете проводилось статистическое усреднение поля давления по времени T ~ 20-40с, за это время массы воздуха преодолевают расстояние вдвое превышающее характерный размер объекта и таким образом гарантируется усреднение результата по времени превышающему характерное время жизни максимально крупных вихрей вокруг модели.


Результаты.

 

Ниже показаны некоторые характерные результаты расчетов.

 

поле мгновенной скорости

Рис. 3. Поле мгновенной скорости в сечение (ZX) при Y=20м

 

Примеры распределения осредненного давления по поверхности модели.

Вариант расчета с характерной скоростью ветра =15 м/с.
Для удобства восприятия и количественной оценки поля представляются в двух вариантах - давление положительное и давление отрицательное.

 

распределние давления на здание

Рис. 4. Распределение отрицательного давления по поверхности модели (общий вид).

 

ветровая нагрузка

Рис. 5. Распределение положительного давления по поверхности модели (общий вид).

 

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Рассылка

подробней о рассылке

Последнее в разделе

© ProCae.ru 2007-2010 При полной или частичной перепечатке редакционных и авторских материалов гиперссылка на «ProCae.ru» обязательна