建筑物繞流的PIV實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、本文工作包括以下兩部分內(nèi)容：使用粒子圖像速度儀(PIV)與高精度壓力傳感器相結(jié)合對建筑物繞流的速度場及表面壓力場進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并應(yīng)用通用軟件對該問題進(jìn)行數(shù)值模擬。 以大氣邊界層風(fēng)洞為平臺搭建了PIV測試系統(tǒng)，對風(fēng)洞中模擬產(chǎn)生研究的問題需要的大氣邊界層進(jìn)行測量，并將PIV實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行時空聯(lián)合平均并擬合。不斷調(diào)整風(fēng)洞中鋪設(shè)的粗糙元，得到滿足實(shí)驗(yàn)要求的大氣邊界層風(fēng)速廓線。 對定常來流與正弦型陣風(fēng)來流兩種狀態(tài)下的建筑物繞流進(jìn)行實(shí)

2、驗(yàn)研究，分為0°和180°風(fēng)向角兩種測量工況。對定常來流的實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果分別進(jìn)行時均分析和瞬態(tài)分析。時均分析的結(jié)果得到兩種測量工況下建筑物繞流時均流場及建筑物表面的時均壓力分布；瞬態(tài)分析的結(jié)果表明建筑物繞流流場中渦的脫落呈周期性發(fā)展變化，并得到兩種測量工況下渦脫落的擬周期。在時均流場中Gpi絕對值的最大值點(diǎn)及模型結(jié)構(gòu)的拐彎處的瞬態(tài)Gpi波動較大，由于繞流建筑物后渦的脫落會對建筑物表面的壓力場產(chǎn)生影響，使壓力系數(shù)極值點(diǎn)的出現(xiàn)的周期與渦脫落的

3、擬周期大體一致。 對正弦型陣風(fēng)來流狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)建筑物距離建筑物越近的位置，速度的波動也越劇烈，當(dāng)高度達(dá)到約2H時，流場中的點(diǎn)成比較規(guī)則的正弦變動趨勢，且周期與來流的周期相同。隨著來流正弦型周期性變化，回流區(qū)某截面的速度以定常來流的數(shù)據(jù)為中心呈周期性變化。建筑物表面各測壓點(diǎn)壓力系數(shù)的絕對值均隨流場中速度的增大而增大。表面受壓力與吸力的分界點(diǎn)也在呈周期性前后移動，分界點(diǎn)附近區(qū)域的壓力系數(shù)的變化比較劇烈。 使用V2F湍