风对结构的作用非常复杂,通常使用风洞试验帮助确定风压的分布,近年来CFD发展迅速,这一手段逐渐被采纳,开始在建筑设计中得以应用。 各种高耸和大跨度柔性建筑结构的结构布置和外形变得越来越复杂。这样的建筑结构受风载荷的影响越来越大,越来越多的数值模拟算例表明通过数值模拟不但可以进一步验证试验结果获得相当接近的性能数据,更能指导试验的进行。随着计算流体力学技术的发展,如今已可用计算来代替试验,部分代替以至完全代替。
利用计算流体力学软件对北京国家体育场在环境风力作用下场内气体流动进行数值模拟,获得了在多个方向不同风速下的内部赛区风速和内层天花板上的受力分布情况。
结构的原始数据文件是用 AutoCAD生成的 DWG文件格式,结构的三维几何信息完整,但无法由所提供的 DWG格式直接生成可为 ICEM接受的数据格式。
根据国际田联关于田径比赛的规定,体育场内跑道附近的平均风速在 2m高度内不能超过 2m/s,否则破纪录成绩不计。所以对跑道附近风速分布的考虑是很有必要的。经过数值模拟,体育场内部跑道处近地风速在 0.5m/s-2.5m/s之间,基本上满足国际田联的规定。
(全文详北京大学 苗文博等人的“北京国家体育场空气流动的力学分析”)