風(fēng)向變化對建筑（群）迎風(fēng)面風(fēng)驅(qū)雨分布特性影響的數(shù)值研究.pdf

1、近年來極端天氣頻繁出現(xiàn),風(fēng)驅(qū)雨對建筑影響不斷加劇,極易出現(xiàn)墻體滲水、加速材料水蝕、和對建筑溫濕環(huán)境的影響等;同時,極端降雨時雨壓荷載對建筑影響也不容忽視,因此掌握建筑風(fēng)驅(qū)雨量及雨壓荷載分布規(guī)律與特性,對于建筑抗風(fēng)雨設(shè)計,有效降低風(fēng)雨災(zāi)害十分必要。
　　本文基于Euler-Euler多相流模型的CFD數(shù)值分析方法,建立平均Navier-Stokes方程和標準k-e湍流封閉模型所構(gòu)成的風(fēng)驅(qū)雨流動基本控制方程,采用UDF自編程序干預(yù)建筑

2、壁面雨滴行為,并利用雨滴譜及雨滴降落末速度公式,確定多相流場的雨滴體積分數(shù)、速度作為邊界條件,在此基礎(chǔ)上對建筑(群)迎風(fēng)面風(fēng)驅(qū)雨場進行模擬求解,獲取風(fēng)向變化對建筑(群)迎風(fēng)面風(fēng)驅(qū)雨分布特性的影響。
　　首先研究單體建筑在不同風(fēng)向、不同風(fēng)速與雨強下的WDR抓取率和WDR雨壓分布特性,結(jié)果表明隨著風(fēng)速和雨強的增大,WDR抓取率和WDR雨壓也不同程度增大,最大值出現(xiàn)在兩端靠近屋面拐角區(qū)域,風(fēng)向改變將導(dǎo)致最大值轉(zhuǎn)向近風(fēng)端拐角位置,而0o風(fēng)

3、向角為最不利風(fēng)向工況,此時WDR抓取率和WDR雨壓均為最大,當(dāng)風(fēng)向轉(zhuǎn)向30o且進一步轉(zhuǎn)向45o時,迎風(fēng)面的整體抓取率與雨壓均減小,但減小幅度較小;風(fēng)向角從45o增加至60o時,減小幅度增大,可近似認為45o為減小趨勢的拐點風(fēng)向。
　　其次,對前低后高的雙棟建筑在不同風(fēng)向、不同風(fēng)速與雨強下的風(fēng)驅(qū)雨場進行模擬,結(jié)果表明雙棟建筑前排迎風(fēng)面總體WDR抓取率與雨壓分布同單體情況類似,后排建筑0o風(fēng)向角時呈現(xiàn)由中間向四周逐漸增大的趨勢,WDR

4、抓取率與雨壓最大值依然出現(xiàn)在兩端靠近屋面的拐角處,風(fēng)向角改變時風(fēng)驅(qū)雨效應(yīng)最大值會向近風(fēng)點轉(zhuǎn)移，且后排高層建筑在與前排建筑等高位置處出現(xiàn)較大的風(fēng)驅(qū)雨效應(yīng)。
　　最后,以兩列三排的群體建筑為對象,模擬其不同風(fēng)向下的風(fēng)驅(qū)雨場,獲得群體干擾效應(yīng)下各建筑迎風(fēng)面風(fēng)驅(qū)雨的分布規(guī)律和特征,結(jié)果表明前排與單體相似,后排最大WDR抓取率與雨壓均大于前排,隨著風(fēng)向角從0o變化到60o,三排建筑迎風(fēng)面風(fēng)驅(qū)雨的效應(yīng)最大值均由兩側(cè)靠屋頂拐角對稱分布轉(zhuǎn)移至近風(fēng)