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文檔簡介
1、溫室是農(nóng)業(yè)設(shè)施中主要設(shè)施之一。溫室環(huán)境和結(jié)構(gòu)安全性對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益有直接影響。隨著溫室的不斷發(fā)展,除了注重溫室環(huán)境方面的研究外,結(jié)構(gòu)安全性問題越來越受到人們的重視,針對溫室結(jié)構(gòu)安全性的研究也就逐步受到關(guān)注。風荷載是引起溫室設(shè)施發(fā)生破壞的常見自然災(zāi)害之一,不同形式的溫室建筑對風荷載的敏感程度有很大差異,確定溫室風壓力指標是對大風災(zāi)害防御和設(shè)施結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的前提。全面掌握溫室表面風荷載分布規(guī)律,對溫室結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計以及合理選型十分必
2、要。
由于我國地域廣泛并且地形地貌復(fù)雜,溫室結(jié)構(gòu)選型及風荷載計算不能有統(tǒng)一標準和模式。應(yīng)該因地制宜地選取合適的溫室結(jié)構(gòu)形式,并結(jié)合當?shù)貧夂虻刭|(zhì)條件進行科學合理的計算分析?;诋斍坝嬎銠C技術(shù)水平的快速提高,特別是計算流體動力學理論的發(fā)展完善,數(shù)值模擬技術(shù)克服了傳統(tǒng)風洞試驗工況單一、無法考慮實際結(jié)構(gòu)大尺度及高雷諾數(shù)等諸多缺陷,在結(jié)構(gòu)風荷載特性研究中顯示出獨特的優(yōu)勢。本文首先總結(jié)了國內(nèi)外溫室以及計算風工程的發(fā)展現(xiàn)狀,特別是關(guān)于溫
3、室風荷載特性方面的研究進展。在總結(jié)和分析前人研究成果的基礎(chǔ)上,針對幾種典型的溫室建筑風荷載特性進行數(shù)值模擬研究,通過不同工況的計算分析,探討了不同類型溫室表面風壓分布規(guī)律,為丘陵山區(qū)溫室結(jié)構(gòu)選型及風荷載取值提供理論依據(jù)。
本文基于CFD計算平臺Fluent軟件,對跨度分別為1跨、3跨、5跨和10跨的圓拱型、尖頂型和Venlo型三類溫室在0°、30°、60°和90°風向角情況下的表面風壓分布規(guī)律進行了模擬計算,并求得了相應(yīng)的
4、風壓系數(shù),供溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計時參考。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
(1)本次模擬研究將CFD軟件模擬與工程實踐研究相結(jié)合,以較少的費用和較短的時間獲得了有價值的研究結(jié)論,是一種經(jīng)濟、有效的研究手段,CFD的優(yōu)點得到了明顯體現(xiàn)。
(2)在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國溫室研究的實際情況,本文優(yōu)先選取了Realizablek-ε湍流模型和B類地貌作為研究的共同基礎(chǔ),通過對比分析得出了在0°風向角和90°風向角下,即進
5、風方向與溫室迎風面相垂直和相切時,流動分離產(chǎn)生的脫落沿來流方向分布呈柱狀渦形式。進風的后方出現(xiàn)負壓情況,負壓在轉(zhuǎn)角變化大時,負壓梯度很大。
(3)在同一方向角、相同風力條件下,跨度不同,溫室表面風壓力系數(shù)不同。1跨正壓和負壓都最大,3跨、5跨和10跨的要小,且這三種跨度相差不大。
(4)斜風來流是最不利的來流工況,在30°和60°風向角來流情況下,圓拱型、尖頂型和Venlo型溫室屋面來流直接接觸的轉(zhuǎn)角后方形成
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