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基于CFD-DEM耦合的屋面积雪分布数值模拟

发布时间:2018-06-25 17:02

  本文选题:风雪流 + 计算流体力学 ; 参考:《建筑结构学报》2017年10期


【摘要】:针对风雪流作用下低矮建筑屋面积雪分布特征预测问题,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散元方法(discrete element method,DEM)的耦合,研究了风雪流的数值模拟方法,包括风雪耦合状态下的流体运动方程、雪颗粒运动方程、流体-雪颗粒耦合控制方程及雪颗粒碰撞模型,建立了基于实测的雪颗粒材料参数、碰撞参数、边界控制条件和耦合计算方法等,并采用该方法对Tsuchiya阶梯型屋面的积雪模式进行了数值模拟。结果表明:模拟结果与野外实测及风洞试验结果取得了较好的一致性,验证了该方法的有效性;低屋面积雪对风场干扰较为显著,低屋面末端处的无量纲水平风速从无积雪分布时的-0.4增加为有积雪分布时的0,明显削弱了屋盖积雪区空气回流漩涡。
[Abstract]:Based on the coupling of computational fluid dynamics (computational fluid) and discrete element method (discrete element method Dem), the numerical simulation method of snow cover distribution in low rise buildings is studied. The fluid motion equation, snow particle motion equation, fluid-snow particle coupling control equation and snow particle collision model are included in this paper. The boundary control condition and coupling calculation method are used to simulate the snow cover model of Tsuchiya stepped roof. The results show that the simulation results are in good agreement with the field measurements and wind tunnel test results, and the effectiveness of the method is verified, and the disturbance of low roof snow to the wind field is obvious. The dimensionless horizontal wind speed at the end of the low roof increases from -0.4 to 0 with snow distribution, which weakens the backflow vortex in the snow cover area.
【作者单位】: 西南交通大学土木工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51378428) 国家重点研发计划(2016YFC0802205)
【分类号】:TU312.1

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本文编号:2066850

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