风沙两相流绕双建筑物的数值模拟

发布时间：2020-09-03 17:52

　　 近年来,随着全球气候的变化,我国中西部地区和华北地区沙尘天气发生的频率越来越高,而且规模也越来越大。沙尘天气对人们的生产、生活带来了极大的影响,所以,研究风沙运动的基本规律,计算建筑物所受荷载已经成为建筑物(尤其是轻质、大跨建筑物)结构设计中必要考虑的因素之一。但是,目前国内外对建筑物表面风沙荷载的研究相对较少。因此,本文利用CFD软件对风沙环境中的建筑物表面风压分布及其周围的风沙流场进行了数值模拟,所得结果对工程实际应用具有一定的参考价值。本文的具体研究内容如下:1.综述了国内外在风工程以及建筑物风荷载方面的研究成果,并对常用的湍流模型进行了比较,确定了本文所要选用的湍流模型和数值方法。然后,进行了单体建筑物净风场风压的数值模拟,并与我国《建筑荷载规范》(GB 500009-2012)中建筑荷载规范进行了比较,证明了本文选用的数值方法的可行性。随后,进行了含沙平坦床面的风沙流场的数值模拟,并与风洞试验结果进行了比对,证明了本文所用风沙流场计算模型的正确性。2.对两种布置方式(并列和串列)下的两个矩形柱风沙流绕流进行了数值模拟。首先,对不同间距比下的两高层建筑周围的风沙流场进行了数值模拟,得到了其表面风压分布规律以及其周围的风场特性。其次,对不同沙粒浓度下两高层建筑物周围的风沙流场进行了数值模拟,得到了其表面风压分布规律与沙粒浓度、建筑物周围风速与沙粒浓度之间的关系。通过本文的研究分析,总结了风沙场中高层建筑物的风压特性和风场特性,说明了含沙气流对建筑物局部荷载的分布有明显的影响,是工程实际设计和维护中必须考虑的因素之一,所得结果对建筑群体结构设计可提供一些参考。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU312.1
【部分图文】：

图 1-1 近 50 年中国北方地区沙尘日数（来自于互联网：http://3g.163.com/dy/article/DE0FN0H30512TRKA.html）图 1-2 20 世纪中后期我国北方沙尘暴爆发频率（数据来自于互联网：http://3g.163.com/dy/article/DE0FN0H30512TRKA.html）

2图 1-2 20 世纪中后期我国北方沙尘暴爆发频率（数据来自于互联网：http://3g.163.com/dy/article/DE0FN0H30512TRKA.html）图 1-3 沙尘暴危害（图片分别来自于互联网：https://image.baidu.com）3 所示为沙尘暴爆发所造成的结构物和建筑物的破坏。风沙不仅

图 1-1 近 50 年中国北方地区沙尘日数（来自于互联网：http://3g.163.com/dy/article/DE0FN0H30512TRKA.html）图 1-2 20 世纪中后期我国北方沙尘暴爆发频率（数据来自于互联网：http://3g.163.com/dy/article/DE0FN0H30512TRKA.html）

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本文编号：2811755