集成立軸風(fēng)機(jī)的高層風(fēng)能建筑流場(chǎng)數(shù)值分析.pdf

1、風(fēng)力機(jī)與建筑一體化作為節(jié)能減排的新型建筑形式,在倡導(dǎo)發(fā)展綠色建筑和低碳經(jīng)濟(jì)的今天具有十分積極的意義。本文首先采用大渦模擬對(duì)立軸風(fēng)力機(jī)與高層建筑一體化流場(chǎng)進(jìn)行三維靜態(tài)湍流數(shù)值模擬，得到了在有、無(wú)風(fēng)力機(jī)及不同風(fēng)速時(shí)建筑物橫風(fēng)向力功率譜、表面風(fēng)壓分布特性；其次采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型并結(jié)合“動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)”，對(duì)立軸風(fēng)力機(jī)與高層建筑一體化流場(chǎng)進(jìn)行二維動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬，得到了風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)及其流場(chǎng)特性。所有的計(jì)算結(jié)果表明：
　　(1).在不同風(fēng)速下

2、，有、無(wú)風(fēng)力機(jī)的建筑模型的(分別是方形、凹角)橫風(fēng)向力功率譜均存在明顯的譜峰，并呈現(xiàn)單峰狀；通過(guò)對(duì)有、無(wú)風(fēng)力機(jī)凹角建筑物脫渦頻率的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在同一風(fēng)速下，隨著來(lái)流與風(fēng)力機(jī)葉片夾角的增加，脫渦頻率加快，且無(wú)風(fēng)力機(jī)的脫渦頻率明顯大于有風(fēng)力機(jī)的脫渦頻率，說(shuō)明風(fēng)力機(jī)的存在改善了流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，削弱了風(fēng)荷載對(duì)建筑物的影響。
　　(2).在不同風(fēng)速下，有無(wú)風(fēng)力機(jī)的建筑物迎風(fēng)面的風(fēng)壓均為正值，而側(cè)風(fēng)面及背風(fēng)面的風(fēng)壓均為負(fù)值，迎風(fēng)面中間點(diǎn)處的風(fēng)壓系數(shù)達(dá)

3、到最大，靠近兩邊逐漸減??；無(wú)風(fēng)力機(jī)的凹角建筑其凹角處的風(fēng)壓全為負(fù)值，而有風(fēng)力機(jī)的建筑，在安裝風(fēng)力機(jī)的位置處其風(fēng)壓有正有負(fù)，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或施工時(shí)需要重視由風(fēng)力機(jī)引起的風(fēng)壓變化可能導(dǎo)致的建筑物表面局部破壞。
　　(3).在不同風(fēng)速下，風(fēng)力機(jī)不同周向轉(zhuǎn)矩系數(shù)按周期性的正、余弦曲線(xiàn)變化，且迎風(fēng)面拐角處的轉(zhuǎn)矩系數(shù)普遍高于背風(fēng)面拐角處的轉(zhuǎn)矩系數(shù)，說(shuō)明迎風(fēng)面處的風(fēng)力機(jī)對(duì)風(fēng)能的利用率較高。
　　本文通過(guò)對(duì)有、無(wú)風(fēng)力機(jī)的建筑物在不同工況下的