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角部处理对高层建筑风荷载影响的数值模拟

发布时间:2018-01-25 09:34

  本文关键词: 数值模拟 高层建筑 切角 圆角 风荷载 出处:《结构工程师》2017年05期  论文类型:期刊论文


【摘要】:基于计算流体力学软件Fluent对不同角部形状的矩形高层建筑进行三维数值风场模拟。首先,选用三种不同的湍流模型Realizable k-ε,RNG k-ε及雷诺应力模型(RSM),对矩形截面标准高层建筑进行数值模拟。结果表明,与风洞试验结果对比,除了分离区等流动复杂的区域外,数值模拟能够较好地反映风压分布状况。其中,雷诺应力模型由于考虑湍流各向异性的影响,与试验结果最为接近。其次,对同尺寸下的切角及倒角高层建筑进行雷诺应力湍流模型下的数值模拟。结果表明,角部处理能有效地减小风荷载。在侧风面,切角与倒角能有效抑制来流分离。在背风面,切角能减小尾流宽度与旋涡尺寸,与原模型相比,风荷载约降低15%;而倒角建筑由于较好的流线性,尾流宽度与旋涡尺寸降到最小,风荷载仅为矩形截面的65%。
[Abstract]:Computational fluid dynamics simulation software Fluent to different corner shapes of rectangular tall buildings based on three-dimensional numerical wind field. Firstly, three different turbulence models of Realizable k- RNG k- epsilon epsilon, and Reynolds stress model (RSM), numerical simulation of rectangular cross-section standard tall building. The results show that, compared with the wind tunnel test the results, in addition to the complex flow separation zone outside the region, the numerical simulation can better reflect the distribution of wind pressure. The Reynolds stress model considering the influence of turbulence anisotropy, is most close to the test result. Secondly, for the same size of the cutting angle and chamfering of high-rise buildings by using the Reynolds numerical simulation of stress turbulence model the corner. The results showed that the treatment can effectively reduce the wind load. In side wind, angle cutting and chamfering can effectively restrain the flow separation. On the leeward side, cutting angle can reduce the wake width and the vortex size, Compared with the original model, wind load is reduced about 15%; and the chamfer building due to better flow linearity, wake width and the vortex size is reduced to a minimum, the wind load is only rectangular cross section 65%.

【作者单位】: 同济大学土木工程学院建筑工程系;同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司;
【基金】:上海市青年科技启明星计划(15QB1404800)
【分类号】:TU973.213
【正文快照】: 0引言对高层建筑而言,建筑高度的增加将导致作用在其上的风速增大、风荷载增强。同时,由于建筑物在风场中的钝体性明显,来流将会在建筑表面产生分离、再附及旋涡脱落,使围护结构承受很大的风荷载。另外,超高层建筑自振周期较长,阻尼较小,风振响应将特别显著,常影响结构的安全

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