目錄
前言
第1章 緒言 1
1.1 風的形成原因 1
1.2 風力等級及自然風分類 2
1.2.1 蒲福風級 2
1.2.2 大氣環(huán)流 3
1.2.3 熱力二級環(huán)流：季風和臺風 5
1.2.4 局地風 7
1.3 風致災(zāi)害 12
1.4 結(jié)構(gòu)風工程 23
1.4.1 風工程學的誕生 23
1.4.2 結(jié)構(gòu)風工程的研究內(nèi)容 25
1.4.3 結(jié)構(gòu)風工程的主要研究方法 28
第2章 風場統(tǒng)計特性 32
2.1 平均風特性 33
2.1.1 平均風速剖面 33
2.1.2 基本風速 36
2.1.3 非標準條件下的基本風速換算 39
2.2 脈動風特性 42
2.2.1 陣風因子 42
2.2.2 湍流強度 42
2.2.3 湍流積分尺度 43
2.2.4 功率譜密度 45
2.2.5 空間相關(guān)性 50
2.2.6 峰值因子 51
2.2.7 脈動風的數(shù)值生成方法 56
第3章 結(jié)構(gòu)風工程基礎(chǔ)知識 60
3.1 結(jié)構(gòu)動力學基礎(chǔ) 60
3.1.1 單自由度體系 60
3.1.2 多自由度體系 67
3.1.3 常用數(shù)值解法 81
3.2 結(jié)構(gòu)隨機振動基礎(chǔ) 82
3.2.1 隨機振動統(tǒng)計特性 82
3.2.2 單自由度隨機振動響應(yīng) 96
3.2.3 多自由度隨機振動響應(yīng) 99
3.3 結(jié)構(gòu)抗風安全性和可靠度分析 103
3.3.1 荷載的統(tǒng)計分析 103
3.3.2 結(jié)構(gòu)抗力的統(tǒng)計分析 105
3.3.3 結(jié)構(gòu)可靠度分析 109
第4章 結(jié)構(gòu)風荷載 119
4.1 基本風壓 119
4.2 風荷載計算 120
4.3 風壓高度變化系數(shù) 121
4.4 風荷載體型系數(shù) 124
4.4.1 風荷載體型系數(shù)的概念 124
4.4.2 單體建筑風荷載體型系數(shù) 124
4.4.3 群體建筑風荷載體型系數(shù) 125
4.4.4 局部風荷載體型系數(shù) 125
4.4.5 風荷載體型系數(shù)的測量方法 128
4.5 脈動風荷載 128
4.6 風振系數(shù) 130
4.6.1 計算理論概述 130
4.6.2 我國風振系數(shù)計算方法 132
第5章 結(jié)構(gòu)風效應(yīng) 137
5.1 風振的類型和分析方法 137
5.1.1 風振的類型 137
5.1.2 風振的分析方法 138
5.2 順風向隨機抖振響應(yīng)分析 139
5.2.1 隨機抖振的頻譜分析方法 139
5.2.2 隨機抖振的時域分析方法 144
5.2.3 單自由度結(jié)構(gòu)的順風向響應(yīng) 146
5.3 橫風向渦激振動響應(yīng)分析 149
5.3.1 橫風向渦激振動基本原理 149
5.3.2 橫風向渦激共振分析方法 153
5.3.3 橫風向渦激共振分析流程 155
5.4 馳振和顫振 159
5.4.1 馳振 159
5.4.2 顫振 164
5.5 結(jié)構(gòu)風致疲勞的相關(guān)研究 166
5.5.1 疲勞定義與破壞特點 167
5.5.2 疲勞壽命預(yù)測的基本內(nèi)容 167
5.5.3 疲勞壽命預(yù)測的分析流程 172
第6章 風洞試驗 174
6.1 風洞與風洞試驗概況 174
6.1.1 發(fā)展簡史及分類 175
6.1.2 國內(nèi)風洞實驗室簡介 179
6.2 相似性理論 197
6.2.1 基本概念及定理 197
6.2.2 相似準則的量綱分析法 199
6.2.3 風洞試驗的基本相似準則 201
6.2.4 縮尺比的確定 203
6.3 風洞試驗設(shè)備與流場模擬 207
6.3.1 風洞試驗設(shè)備 207
6.3.2 大氣邊界層模擬 209
6.3.3 尖塔、粗糙元設(shè)計方案 210
6.4 建筑模型風洞試驗 212
6.4.1 風洞試驗參數(shù)模擬 212
6.4.2 風荷載試驗 214
6.4.3 風環(huán)境試驗 216
第7章 計算風工程 217
7.1 流體力學基礎(chǔ) 217
7.1.1 連續(xù)介質(zhì) 217
7.1.2 流體的黏性 217
7.1.3 流體的導熱性 218
7.1.4 可壓流體與不可壓流體 219
7.1.5 層流流動與湍流流動 219
7.1.6 定常流與非定常流 220
7.2 計算風工程基礎(chǔ) 220
7.2.1 計算流體力學的基本流程 221
7.2.2 計算流體力學的研究方法 222
7.3 基本控制方程 223
7.4 湍流數(shù)值模擬方法及物理模型 225
7.4.1 湍流數(shù)值模擬方法 225
7.4.2 湍流模型 227
7.4.3 近壁面處理函數(shù) 228
7.5 網(wǎng)格劃分技術(shù) 232
7.5.1 網(wǎng)格質(zhì)量評價標準 233
7.5.2 網(wǎng)格類型選擇 234
7.6 邊界條件和求解設(shè)置 235
7.6.1 常用的邊界條件 235
7.6.2 壓力入口邊界條件 235
7.6.3 速度入口邊界條件 237
7.6.4 求解計算的方法 238
7.7 算例分析 240
7.7.1 問題描述 240
7.7.2 網(wǎng)格劃分 242
7.7.3 Fluent設(shè)置 243
7.7.4 Mechanical模塊設(shè)置 250
7.7.5 System Coupling模塊設(shè)置 252
7.7.6 計算后處理 253
參考文獻 256