下击暴流作用下高层建筑风压分布及相互干扰特性的数值研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuligen
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下击暴流是一种破坏性非常大的自然现象,其在雷暴天气中形成强烈下沉气流,在很短时间内从大气层一定高度处猛烈冲击地面,并由冲击区域向四周加速扩展,其水平影响范围在2-40公里,与普通的良态风场存在显著区别,经常造成大量工程结构物的严重破坏甚至倒塌,给人类带来巨大损失。因此,下击暴流的研究在国际风工程领域逐渐受到重视,有必要深入开展下击暴流风场特性以及其对建筑物作用效应的研究。近年来,随着计算理论与硬件技术的发展,数值模拟在风工程研究领域正逐步得到广泛应用。本文基于雷诺时均方程(RANS)与RNG κ-ε模型,构建三维下击暴流CFD场,模拟分析下击暴流作用下某高层建筑距风暴中心不同位置的风压分布,以及不同布局下建筑之间相互干扰对风压分布的影响,重点掌握风压分布干扰特性与变化规律。首先,对某单幢高层建筑的下击暴流场进行模拟,获得单体建筑在距风暴中心不同距离时立面风压分布特性。在此基础上,进一步模拟两幢几何外形相同但组合布局不同的高层建筑群下击暴流场,分析建筑距风暴中心不同距离时施扰建筑对受扰建筑立面风压分布的影响,获取风压干扰变化规律,并侧重分析两幢建筑串联与并联布局时受扰建筑风压干扰特性。最后,模拟分析由四幢高层建筑组成的建筑群受下击暴流作用下,距风暴中心不同位置时各建筑立面风压分布特性。上述情况均结合良态风作用情况进行比较分析,获取有关规律,表明群体建筑由于气动干扰效应,立面风压分布有其自身的主要特点,与单体存在差异。本文的研究成果可为进一步研究下击暴流风对超高层和复杂群体建筑作用效应,以及实际工程的抗风设计提供参考和指导。
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