風致屋面積雪分布特性風洞試驗與數(shù)值模擬研究.pdf

1、介紹了風吹雪帶來的自然災(zāi)害，對國內(nèi)外相關(guān)研究文獻進行了分類和回顧，總結(jié)并歸納了風吹雪的基本理論，并進行了簡要分析。對若干種典型屋面的建筑結(jié)構(gòu)，通過數(shù)值模擬和風洞試驗兩種途徑對風致屋面積雪分布進行了研究，主要內(nèi)容如下:
　　1.基于歐拉兩流體混合模型和Wilcox最新改進的k-ω湍流模型，開發(fā)風雪兩相流數(shù)值模擬分析程序Snow2D。模擬中為考慮積雪對流動的影響，計算區(qū)域的積雪邊界采用了時變自適應(yīng)變形技術(shù)。為提高計算過程的穩(wěn)健，程序中

2、還應(yīng)用了一些較新的數(shù)值方法，并對程序進行了驗證。
　　2.利用Snow2D對一典型階梯形屋面及兩種斜坡屋面的風致屋面積雪分布進行數(shù)值模擬，分析了屋面流動特性，獲得了若干狀態(tài)下屋面的積雪系數(shù)以及屋面雪深分布隨時間發(fā)展歷程，分析了不同入流速度比對屋面積雪分布特性的影響。
　　3.基于拉格朗日隨機模型和Snow2D單相流模式，開發(fā)了風致雪粒遷移運動模擬分析程序，通過PDF隨機采樣模擬了粒子運動的Monte Carlo過程。采用粒子

3、單元位置的優(yōu)化搜索方法，提高了程序計算效率。考察了不同粒子大小及不同風速對雪粒運動的影響，然后對典型階梯形屋面的積雪分布進行模擬，考察了屋面的積雪效率，獲得了屋面積雪分布隨時間發(fā)展歷程。
　　4.從幾何、運動以及動力學(xué)等方面，分析了風吹雪風洞試驗?zāi)Ｐ托枰獫M足的模型相似律，歸納了模型主要相似性參數(shù)。
　　5.采用細石英砂作為吹雪模型粒子，對一典型階梯形屋面及兩種斜坡屋面的風致屋面積雪分布進行了風洞試驗研究。首先對流場進行了測量