圓拱型溫室群風(fēng)壓數(shù)值模擬.pdf

1、溫室，又稱暖房，是我國主要農(nóng)業(yè)設(shè)施之一。溫室群是近些年來我國農(nóng)業(yè)設(shè)施園區(qū)中最為常見的規(guī)劃布局形式。相對于多排連棟的溫室，單棟溫室的抗風(fēng)性能較差，在經(jīng)過風(fēng)荷載作用后出現(xiàn)失穩(wěn)、倒塌的情況已經(jīng)屢見不鮮。目前在溫室表面風(fēng)荷載研究方法上主要分為四種，即現(xiàn)場實測、風(fēng)洞試驗、計算風(fēng)工程和理論分析方法。其中風(fēng)洞試驗、現(xiàn)場實測對成本要求高、耗時長且不能在短時間內(nèi)做出較為可靠的多方案數(shù)據(jù)來進(jìn)行對比。
　　計算流體動力學(xué)(CFD)兼固了實踐、理論的雙重

2、特點，也是在全世界范圍內(nèi)針對復(fù)雜流體流動問題最有效的計算技術(shù)之一。利用CFD軟件平臺對溫室群風(fēng)荷載、風(fēng)壓分布情況以及處于邊界層中的溫室周圍復(fù)雜風(fēng)場進(jìn)行全面的計算分析，從中提取出溫室各個表面的風(fēng)壓系數(shù)，掌握溫室表面風(fēng)荷載的特征，為溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計和方案優(yōu)化提出理論依據(jù)。
　　本文總結(jié)了國內(nèi)外在溫室結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性領(lǐng)域上的研究進(jìn)展，介紹了CFD技術(shù)在實際風(fēng)工程中的計算原理、應(yīng)用方法和主要計算參數(shù)的選取原則;為獲取圓拱型溫室群在不同風(fēng)向角下和

3、不同排列分布中的各個單體風(fēng)壓系數(shù)和它們之間的相互影響，本文選擇“Realizable k-ε”湍流模型對溫室群建筑進(jìn)行表面風(fēng)壓數(shù)值模擬;通過一排一組、雙排四組、雙排六組、三排九組等四種溫室排列方式，在風(fēng)向角為0°、45°和90°三個來流方向進(jìn)行研究分析，了解了溫室外表面風(fēng)壓分布情況，并對各工況下的計算數(shù)據(jù)做了對比歸納，為圓拱型溫室抗風(fēng)設(shè)計提供了參考和建議。
　　本文主要研究內(nèi)容及相關(guān)結(jié)論如下:
　　1、溫室群處在大氣邊界層內(nèi)

4、部時，流場流動情況會變得非常復(fù)雜，并且進(jìn)口方向的來流在作用到溫室表面后，會產(chǎn)生回流、離散、分流、漩渦等多種流動效應(yīng)。CFD數(shù)值模擬方法會隨計算機(jī)硬件的提升和高效的工作性更加顯現(xiàn)出它的經(jīng)濟(jì)性、真實還原能力高、數(shù)據(jù)可靠性高的優(yōu)點，所以本文選擇了數(shù)值模擬技術(shù)作為研究方法。
　　2、圓拱型溫室群的表面風(fēng)壓在12種工況的模擬分析中表現(xiàn)出如下特征:0°風(fēng)向角和90°風(fēng)向角下圓拱型屋蓋和側(cè)墻尾部會出現(xiàn)較大的負(fù)壓值，受吸力影響較明顯;風(fēng)向角為45