山地地形下低矮坡屋面風荷載數(shù)值模擬研究.pdf

1、低矮坡屋面作為常見的建筑形式其應用十分廣泛,普遍使用于普通民房、商業(yè)用房和工業(yè)用房等,并且分布范圍較廣,從東南沿海到西南內(nèi)陸都有其應用。該結構形式的屋面結構容易受到風災破壞,尤其是在山地地形的負面作用下。坡屋面結構屬于鈍體工程,鈍體風工程是結構風工程研究熱點,所以研究坡屋面形式結構同時可以為其它鈍體結構的數(shù)值模擬提供參考。本文使用 CFD開源平臺OpenFOAM對坡屋面在平坦地面和山地地形下的風荷載變化進行研究,探究地面粗糙度、湍流強度

2、和山體坡度等一系列因素對坡屋面風荷載的影響,為工程設計提供參考。
　　首先介紹了結構風工程方面的一些基礎理論知識以及數(shù)值計算(CFD)的過程。對本文中使用的雷諾時均方法的幾個典型湍流模型進行詳細說明,最后總結現(xiàn)在壁面附近流體計算需要進行改進的問題,說明了v2f模型的特點。
　　然后編譯和研究使用OpenFOAM平臺,與Fluent等商用軟件不同,它是開源的,應用和開發(fā)相對靈活。探索OpenFOAM平臺在結構風工程的應用,通過

3、在該平臺中對經(jīng)過非線性修正的低雷諾數(shù)湍流模型v2f湍流模型進行數(shù)值驗證,說明v2f模型有較高的計算精度,能為工程設計提供參考。
　　再對平坦地面上的雙坡屋面進行數(shù)值分析,分析不同粗糙度和坡度變化對體型系數(shù)的影響并與荷載規(guī)范進行對比,根據(jù)計算結果提出計算公式,并對屋面上壓力分布進行詳細分析;對湍流強度對坡屋面體型系數(shù)影響進行研究;最后對兩棟相同坡屋面的相對位置對屋面體型系數(shù)的影響進行計算,給出前后坡屋面干擾系數(shù)分布圖。
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