集成立軸風機的高層風能建筑流場數值分析.pdf

1、風力機與建筑一體化作為節(jié)能減排的新型建筑形式,在倡導發(fā)展綠色建筑和低碳經濟的今天具有十分積極的意義。本文首先采用大渦模擬對立軸風力機與高層建筑一體化流場進行三維靜態(tài)湍流數值模擬，得到了在有、無風力機及不同風速時建筑物橫風向力功率譜、表面風壓分布特性；其次采用標準k-ε湍流模型并結合“動網格技術”，對立軸風力機與高層建筑一體化流場進行二維動態(tài)數值模擬，得到了風力機的轉矩系數及其流場特性。所有的計算結果表明：
　　(1).在不同風速下

2、，有、無風力機的建筑模型的(分別是方形、凹角)橫風向力功率譜均存在明顯的譜峰，并呈現單峰狀；通過對有、無風力機凹角建筑物脫渦頻率的對比，發(fā)現在同一風速下，隨著來流與風力機葉片夾角的增加，脫渦頻率加快，且無風力機的脫渦頻率明顯大于有風力機的脫渦頻率，說明風力機的存在改善了流場結構，削弱了風荷載對建筑物的影響。
　　(2).在不同風速下，有無風力機的建筑物迎風面的風壓均為正值，而側風面及背風面的風壓均為負值，迎風面中間點處的風壓系數達

3、到最大，靠近兩邊逐漸減??；無風力機的凹角建筑其凹角處的風壓全為負值，而有風力機的建筑，在安裝風力機的位置處其風壓有正有負，因此在結構設計或施工時需要重視由風力機引起的風壓變化可能導致的建筑物表面局部破壞。
　　(3).在不同風速下，風力機不同周向轉矩系數按周期性的正、余弦曲線變化，且迎風面拐角處的轉矩系數普遍高于背風面拐角處的轉矩系數，說明迎風面處的風力機對風能的利用率較高。
　　本文通過對有、無風力機的建筑物在不同工況下的