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考虑流固耦合的高耸钢结构抗风数值模拟的开题报告
一、研究背景
随着高层建筑和超高层建筑的不断涌现，对高耸钢结构抗风性能的要求越来越高。然而，高耸钢结构在强风作用下的响应并不清楚，而流固耦合的数值模拟可以为高耸钢结构的安全设计提供帮助。因此，开展高耸钢结构抗风数值模拟研究有重要的理论和实际意义。
二、研究内容
本研究将开展高耸钢结构抗风数值模拟研究，主要内容包括：
1.分析高耸钢结构在强风下的响应特性。主要包括流场和结构响应的数值分析。
2.探究风荷载对高耸钢结构影响的重要因素。主要包括风速、风向、空气密度、建筑几何形状和风荷载等。
3.开发高耸钢结构抗风数值模拟软件。以Fluent和ABAQUS为核心，利用计算流体力学（CFD）模拟流场，进而采用有限元法模拟高耸钢结构受风响应。
4.通过实例分析，验证高耸钢结构抗风数值模拟软件的准确性和实用性。
三、研究意义
1.提高高耸钢结构设计的安全性和可靠性；
2.为高层建筑和超高层建筑的建设提供科学依据；
3.丰富高耸钢结构抗风性能的研究内容。
四、研究方法
1.利用CFD模拟高耸钢结构受风时的流场变化。
2.利用有限元法模拟高耸钢结构在受风作用下的响应。
3.将CFD和有限元法相结合，建立高耸钢结构抗风数值模拟软件。
4.通过实例分析，验证高耸钢结构抗风数值模拟软件的准确性和实用性。
五、预期成果
1.符合高耸钢结构受风性能的数值模拟工具；
2.高耸钢结构在强风下的响应特性分析结果。
六、研究计划
时间节点|研究内容
2021.9-2021.10|阅读文献，了解高耸钢结构抗风相关研究进展
2021.11-2021.12|建立高耸钢结构受风数值模型的理论架构
2022.1-2022.2|完成高耸钢结构受风数值模型及误差分析
2022.3-2022.4|编写高耸钢结构抗风数值模拟软件
2022.5-2022.6|进行实例分析，验证高耸钢结构抗风数值模拟软件的准确性和实用性
2022.7-2022.8|撰写论文，完成毕业设计答辩
七、参考文献
1.姜相辉,周林贵,徐桂芝.高层建筑结构设计中有关风荷载的研究[M].人民交通出版社,2003.
2.邓聘泽,唐忠钧,荣星坤.软件ABAQUS在化工非金属管道仿真中的应用[J].工业安全与环保,2011,37(12):10-12.
3.孔祥榕,张丽娜,高志宏.基于CFD影响高层建筑风环境[J].同济大学学报:自然科学版,2011,39(2):173-176.
4.ShaobinFu,DanZheng,TaoWang,etal.NumericalsimulationofwindflowoverahighrisebuildingusinganLESmodel[J].JournalofWindEngineeringandIndustrialAerodynamics,2013,121:44-55.
5.陈超,刘星辰,王泽宇,等.基于CFD的高层建筑风场仿真——以观为例[J].公路,2016,(10):248-253.