低層四坡屋面房屋風特性及相互干擾的數(shù)值模擬.pdf

1、我國沿海地區(qū)臺風活動頻繁.臺風經(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)的湍流流動基本方程及數(shù)值離散與求解方法.然后

2、,對一低層四坡屋面房屋模型進行了實例計算,將計算結(jié)果與風洞試驗結(jié)果作了比較,驗證了數(shù)值模擬的正確性和有效性;同時對兩種湍流模型:標準κ-ε模型和可實現(xiàn)κ-ε模型的模擬效果進行了比較和分析.在此基礎(chǔ)上通過對不同坡角房屋在不同風向角下的屋面風壓及由此得到的風載體型系數(shù)的分析和歸納,獲得了低層四坡屋面房屋在不同風向角下的屋面風載體型系數(shù)的實用計算公式.該實用公式可直接供單體四坡屋面房屋抗風設(shè)計參考和應用.接下來,對兩棟幾何外形相同的四坡屋面房

3、屋在不同風向角、不同排列形式和不同間距下的風壓分布、湍流特性等進行了詳盡的數(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特性(平均風壓、風速、湍流動能)的變化規(guī)律,并與單體建筑的計算結(jié)果進行了比較.最后,對六幢四坡屋面房屋組成的建筑群的周圍風場及表面風壓進行了數(shù)值模擬,獲得了群體效應下低層四坡屋面房屋表面風壓的分布規(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設(shè)