低層四坡屋面房屋風(fēng)特性及相互干擾的數(shù)值模擬.pdf

1、我國(guó)沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)活動(dòng)頻繁.臺(tái)風(fēng)經(jīng)常造成大量建筑物,特別是量大面廣的低層坡屋面單體與群體房屋的損傷甚至破壞.如何較全面地掌握這類房屋的風(fēng)壓分布規(guī)律以及相鄰房屋之間的相互氣流干擾,以便提出有效的抗風(fēng)措施十分必要.本文采用數(shù)值模擬方法探討低層四坡屋面單體與群體建筑的表面風(fēng)壓分布特性及相互氣流影響.本文在總結(jié)前人主要研究成果的基礎(chǔ)上,首先建立了以平均Navier-Stokes方程和κ-ε湍流模型為基礎(chǔ)的湍流流動(dòng)基本方程及數(shù)值離散與求解方法.然后

2、,對(duì)一低層四坡屋面房屋模型進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果作了比較,驗(yàn)證了數(shù)值模擬的正確性和有效性;同時(shí)對(duì)兩種湍流模型:標(biāo)準(zhǔn)κ-ε模型和可實(shí)現(xiàn)κ-ε模型的模擬效果進(jìn)行了比較和分析.在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)不同坡角房屋在不同風(fēng)向角下的屋面風(fēng)壓及由此得到的風(fēng)載體型系數(shù)的分析和歸納,獲得了低層四坡屋面房屋在不同風(fēng)向角下的屋面風(fēng)載體型系數(shù)的實(shí)用計(jì)算公式.該實(shí)用公式可直接供單體四坡屋面房屋抗風(fēng)設(shè)計(jì)參考和應(yīng)用.接下來(lái),對(duì)兩棟幾何外形相同的四坡屋面房

3、屋在不同風(fēng)向角、不同排列形式和不同間距下的風(fēng)壓分布、湍流特性等進(jìn)行了詳盡的數(shù)值模擬分析,得到了屋面各分區(qū)的平均風(fēng)壓干擾因子變化規(guī)律以及不同間距的中心豎直剖面和2/3高度處的水平剖面風(fēng)特性(平均風(fēng)壓、風(fēng)速、湍流動(dòng)能)的變化規(guī)律,并與單體建筑的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較.最后,對(duì)六幢四坡屋面房屋組成的建筑群的周圍風(fēng)場(chǎng)及表面風(fēng)壓進(jìn)行了數(shù)值模擬,獲得了群體效應(yīng)下低層四坡屋面房屋表面風(fēng)壓的分布規(guī)律和特征.本文的研究可以為低層四坡屋面單體與群體建筑的抗風(fēng)設(shè)