建筑物脉动风压场大涡模拟入流边界条件的生成研究的任务书.docx

建筑物脉动风压场大涡模拟入流边界条件的生成研究的任务书
一、任务背景
随着城市化进程的加速，建筑物的高层化和密集化越来越普遍。在建筑物的设计中，为了确保建筑物的稳定性和安全性，需要对建筑物的脉动风压场进行研究。脉动风压是由风的流动引起的压力变化，当风作用在建筑物表面时，会形成不稳定的脉动风场，给建筑物造成危害。因此，研究建筑物脉动风压场的特征和分布，对保障建筑物稳定性和安全性具有重要意义。
在研究建筑物脉动风压场过程中，需要对入流边界条件进行研究。入流边界条件是指流体从边界面进入受试区域时的流动特性和参数。入流边界条件的选择直接影响数值模拟结果的精度和准确性。因此，对建筑物脉动风压场的数值模拟研究中，如何生成逼近现实气象条件的入流边界条件，是一个重要的科学问题。
二、任务描述
本任务旨在研究建筑物脉动风压场大涡模拟中入流边界条件的生成方法，主要包括以下内容：
1.分析现有的入流边界条件生成方法，评估其在建筑物脉动风压场大涡模拟中的准确性和适用性，寻求优化方案。
2.基于数值大气模拟结果，分析大气流场的统计特征和空间分布，推导与建筑物高度和形状相关的入流边界条件。
3.研究入流侧边界条件对建筑物脉动风压场的影响机制，分析不同入流边界条件下建筑物脉动风压场的特征和分布规律。
4.验证入流边界条件生成方法的准确性和可靠性，通过数值模拟和实测数据比较，评估入流边界条件生成方法的适用性和有效性。
5.撰写研究报告，总结入流边界条件生成方法的优缺点，提出未来研究方向和建议。
三、任务要求
1.具备机械、土木、大气等专业背景，具备建筑物脉动风压场数值模拟和数值大气模拟的经验。
2.熟练掌握计算流体力学（CFD）模拟和大气模拟软件，如FLUENT、OpenFOAM、WRF等。
3.具备数学方法和计算机编程的基础，能够编写程序实现数值模拟和数据分析。熟练掌握MATLAB或Python等编程语言。
4.具备独立思考和团队合作的能力，能够完成任务书所述的研究目标和任务要求，按时提交研究报告。
四、研究成果
1.全面评估现有的建筑物脉动风压场大涡模拟入流边界条件生成方法的准确性和适用性，提出改进方案。
2.基于数值大气模拟结果，推导逼近现实气象条件的建筑物脉动风压场入流边界条件，提出建筑物高度和形状对入流边界条件的影响规律。
3.研究不同入流边界条件下建筑物脉动风压场的特征和分布规律，分析入流边界条件对建筑物脉动风压场的影响机制。
4.验证入流边界条件生成方法的准确性和可靠性，通过数值模拟和实测数据比较，评估入流边界条件生成方法的适用性和有效性。
5.撰写研究报告，总结入流边界条件生成方法的优缺点，提出未来研究方向和建议。
五、参考文献
[1]李彦,戴志军,谢劲荣.基于相似性理论的大型建筑物脉动风场数值模拟入流边界条件[J].吉林大学学报(地球科学版),2017,47(6):1805-1814.
[2]邵少波,李红丽,刘慧娟.考虑边界条件影响的高层建筑脉动风荷载数值模拟[J].建筑结构,2018,48(S2):555-558.
[3]吴方程,张玉玲,王楠.风洞试验与数值模拟相结合的高层建筑脉动风压力计算方法研究[J].金属建筑材料,2019,43(6):54-58.
[4]邹强,蔡欢,李彦.风洞实验与CFD模拟相结合的高层建筑脉动风压力计算方法研究[J].建筑结构学报,2016,37(1):177-184.