唐代古建筑風(fēng)荷載體型系數(shù)的數(shù)值風(fēng)洞模擬計算.pdf

1、唐代古建筑的主要特點是大屋檐,出檐深遠(yuǎn),故其體型相對比較復(fù)雜。結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計的關(guān)鍵所在是確定建筑物的屋面風(fēng)壓系數(shù)和風(fēng)荷載體型系數(shù),然而國家現(xiàn)行結(jié)構(gòu)規(guī)范并沒有規(guī)定相關(guān)類似唐代古建筑的體型系數(shù)。所以唐代古建筑的風(fēng)荷載體型系數(shù)的確定能夠為唐代古建筑的修復(fù)、仿唐古建筑設(shè)計提供參考依據(jù)。風(fēng)荷載體型系數(shù)可以通過進(jìn)行風(fēng)洞試驗獲得,但傳統(tǒng)的風(fēng)洞試驗研究存在著費力、費時、花費較大,風(fēng)洞風(fēng)場較難模擬實際的風(fēng)剖面,且對模型的縮尺使得雷諾數(shù)難以實現(xiàn)相近。隨著計算

2、機(jī)軟件與硬件的飛速進(jìn)步、計算技術(shù)的迅速提高及湍流模型的不斷發(fā)展和完善,用計算機(jī)來模擬風(fēng)洞試驗日趨成熟,且逐漸成為結(jié)構(gòu)風(fēng)工程研究的最有力手段。本文正是利用這一數(shù)值風(fēng)洞模擬方法對仿唐古建筑周圍風(fēng)場進(jìn)行研究,從而得到建筑物的風(fēng)荷載體型系數(shù)。主要有以下這幾方面的工作:
　　(1)基于CFD數(shù)值模擬軟件Fluent6.3對坡角分別為45°和30°的封閉式雙坡屋面房屋進(jìn)行數(shù)值模擬,探討數(shù)值模擬時計算域的尺寸、網(wǎng)格劃分的大小、數(shù)量與形式、三維湍

3、流模型的選取、邊界條件、離散格式以及收斂判斷標(biāo)準(zhǔn)等,求出建筑物表面的風(fēng)壓分布及平均風(fēng)壓系數(shù)分布,將建筑物的體型系數(shù)與《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)進(jìn)行比較,論證數(shù)值風(fēng)洞模擬方法的可行性與準(zhǔn)確性。
　　(2)對不同風(fēng)速及風(fēng)向角下,兩種工況的復(fù)雜體型仿唐古建筑定鼎門房屋周圍風(fēng)環(huán)境進(jìn)行數(shù)值模擬,并描述建筑物周圍風(fēng)場流動過程的復(fù)雜性及建筑物表面的平均風(fēng)壓系數(shù)隨著風(fēng)向角的變化而變化的趨勢,并闡述風(fēng)繞建筑物流動過程中與風(fēng)壓的