有限元結構模擬，風載荷如何施加，工程上通常有哪些方法？各自的優缺點？

有限元分析 風載荷模擬

這個問題我來回答。

在有限元分析中，風荷載的施加可以分為科研和工程兩種，其有本質的區別。

在科研中，風荷載主要為動力分析，結果比較精確，但耗時比較長(比較複雜的算一個星期以上都很常見OTZ)

而在工程中，風荷載主要轉化為等效靜力施加在結構上，其本質為靜力分析，簡單明了，可以直接將結果用作結構設計等。

1. 科研

對於一些超高層和體型複雜的高層建築，風荷載通常比較複雜，要通過風洞試驗來獲得建築表面的風壓，下圖為風洞的模型

（圖片來自於網路，侵刪）

仔細看看模型的表面，上面有一個個的小孔，通過一個個小孔可以獲得建築表面的風荷載時程數據，經過相似比例的換算就可以得到實際結構表面的風荷載大小。

此時將風荷載施加在結構的節點上，經過時程分析可以算出結構的位移、基底彎矩、桿件的剪力，頂層加速度等信息。

此時你可能會覺得已經足夠了，但這些對於實際的工程應用還遠遠不夠，我們必須將這些動力分析的時程結果，轉化為等效靜力的風荷載。

再看看建築荷載規範GB50009中，基本風壓的規定：

式中後三項可以看成建築體型、高度、當地地貌的影響，這三項可以合併為靜力的結果

最前面一項，風振係數(其可以看成是我們風洞試驗的關鍵,風洞試驗的結果主要給的就是這個參數)，代表動力幅值與靜力幅值的比值，其可以將靜力的結果上升為動力的結果。

詳細的內容不再贅述，可以參考結構動力學的動力放大係數，風振係數的效果和這個類似。

2. 工程

在實際的工程中，有了上述的風振係數，轉化為基本風壓，就可以直接用來計算。

1.在PKPM和盈建科中應該有直接按規範施加的方法

2.在SAP2000和ETABS中既有按規範施加，也可以對面施加

比較複雜的可以導出到s2k和e2k文本文件進行處理

3.對於ANSYS還是施加在節點上吧

4.在Fluent中可以寫UDF介面（題外話+_+）