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基于CFD的体育场挑篷选型研究
基于CFD的体育场挑篷选型研究
摘要：体育场挑篷作为体育场馆建筑的重要组成部分，在提供遮阳、防雨的功能的同时，还可以增加建筑物的美观性。本论文通过使用计算流体力学（CFD）模拟，对不同类型的体育场挑篷进行性能评估，并选出最适合体育场使用的挑篷类型。研究发现，对于体育场来说，高度与气流的流动性能、阵风对挑篷的影响等是关键因素。通过优化设计，可以选择出最合适的体育场挑篷类型，以提供舒适的观赛环境。
关键词：CFD，体育场挑篷，性能评估，流动性能，阵风
引言
体育场馆作为人们进行体育活动和观看比赛的场所，在现代社会中起着重要的作用。作为体育场馆建筑的一部分，体育场挑篷不仅可以为观众提供防雨的功能，还可以增加建筑物的美观性。因此，在体育场馆的设计中，选择合适的挑篷类型是非常重要的。
计算流体力学（CFD）作为一种模拟流体运动和传热过程的工具，被广泛应用于建筑工程领域。通过CFD模拟，可以对体育场挑篷的流动性能进行评估，为挑篷类型的选择提供依据。
方法
本研究选择了典型的体育场馆挑篷类型，包括扁平挑篷、双曲面挑篷和等鞍面挑篷。分别对这三种挑篷类型进行CFD模拟，并评估其流动性能和抗气流扰动的能力。
首先，通过使用CFD软件对挑篷进行三维建模。模型应包括挑篷的几何形状和材料参数。
其次，设置模拟条件，包括空气流速、气温、气压等参数。这些参数应尽可能接近实际运行环境。
然后，对挑篷模型进行网格划分。网格划分的细致程度会直接影响模拟结果的准确性和计算时间的消耗。因此，需要在准确性和计算效率之间进行权衡。
接下来，设置边界条件。对于入口和出口流动，需要设置适当的边界条件来模拟实际环境下的气流运动。
最后，对挑篷模型进行CFD模拟，并分析模拟结果。通过对比不同类型挑篷的流动性能，可以选出最适合体育场使用的挑篷类型。
结果与讨论
本研究通过CFD模拟，对不同类型的体育场挑篷进行了性能评估。模拟结果表明，扁平挑篷的流动性能较差，可能会对观众的观赛体验产生不利影响。而双曲面挑篷和等鞍面挑篷具有较好的流动性能，能够保证空气在挑篷下的流动畅通，为观众提供舒适的观赛环境。
此外，阵风对体育场挑篷的影响也是需要考虑的因素。通过CFD模拟，可以分析挑篷在阵风作用下的受力情况，并评估其抗气流扰动的能力。研究结果显示，双曲面挑篷和等鞍面挑篷在阵风作用下具有较好的抗风性能，可以有效减小风荷载对挑篷的影响。
结论
本论文通过CFD模拟，对体育场挑篷的性能进行了评估，并选择了最适合体育场使用的挑篷类型。研究结果表明，双曲面挑篷和等鞍面挑篷在流动性能和抗气流扰动能力方面表现出色，可以为观众提供舒适的观赛环境。这些研究结果对于体育场馆的设计和改造具有一定的参考价值。
然而，本研究还存在一些不足之处。首先，研究中使用的模拟条件可能与实际运行环境存在一定的差别。其次，研究结果可能受到网格划分和边界条件设置的影响。未来的研究可以继续优化模型和参数设置，以提高模拟结果的准确性和可靠性。
参考文献
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