低矮群体房屋风荷载干扰效应研究
发布时间：2021-01-08 18:40
我国每年都要遭受严重的台风灾害,特别是分布在东南沿海省份农村地区的大量低矮双坡屋面房屋,其较差的抗风能力,成为造成风致灾害巨大损失的主要因素。因此,全面了解和掌握低矮房屋的表面风压分布规律及周边建筑环境对其风荷载分布造成的干扰影响,以便于为此类房屋的抗风设计提供理论依据非常必要。本文采用CFD（Computational Fluid Dynamics）数值模拟方法对单栋低矮双坡屋面房屋表面的风荷载分布,及其在两栋和群体工况下的风荷载干扰效应开展了研究。主要工作如下:1、基于FLUENT 16.0对东京工艺大学（Tokyo Polytechnic University,Japan）Type B低矮双坡带挑檐且高深比（Height/Depth）为1:4的房屋模型进行了数值模拟,将模拟得到的数据与风洞试验的结果进行比较分析,从而验证了雷诺平均应力湍流模型（RSM）在模拟低矮房屋表面风压方面的可行性与正确性。2、对1栋双坡带挑檐屋面房屋和1栋平屋面房屋之间的风压分布进行了模拟分析,综合考虑了施扰平屋面房屋的高度、房屋间的排布方式以及风向角对目标房屋屋面风荷载的干扰影响。通过对比发现:1层平屋面...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 低矮房屋表面风荷载研究方法
1.2.1 全尺寸现场实测
1.2.2 风洞试验
1.2.3 基于计算流体动力学的数值模拟方法
1.3 风荷载干扰效应
1.3.1 干扰效应的概念
1.3.2 低矮房屋干扰效应研究现状
1.4 本文主要研究内容
1.5 本章小结
2 数值模拟方法的理论基础
2.1 近地风特性简介
2.1.1 大气边界层
2.1.2 平均风速剖面
2.1.3 脉动风特性
2.2 计算流体力学的基本原理
2.2.1 流体力学控制方程简介
2.2.2 雷诺平均N-S方程
2.2.3 控制方程离散化及求解
2.3 雷诺平均（RANS）湍流模型
2.3.1 雷诺应力模型
2.3.2 布西内斯克湍流粘度模型
2.4 本章小结
3 低矮双坡屋面房屋风荷载的数值模拟分析与验证
3.1 引言
3.2 TPU风洞试验模型介绍
3.3 TPU B类屋檐风洞试验模型表面风荷载的数值模拟
3.3.1 计算模型与网格划分
3.3.2 边界条件与其他参数设置
3.3.3 模拟结果与风洞试验数据对比分析
3.4 本章小结
4 两栋低矮房屋间风荷载干扰效应的模拟分析
4.1 引言
4.2 计算模型与网格划分
4.3 边界条件及其他参数设置
4.4 单体双坡带挑檐房屋的屋面平均风压系数
4.5 屋面风荷载干扰效应分析
4.5.1 平均风压系数干扰因子
4.5.2 串列布置各风向下的屋面风荷载干扰效应
4.5.3 并列布置各风向下的屋面风荷载干扰效应
4.5.4 错列布置各风向下的屋面风荷载干扰效应
4.6 本章小结
5 规则群体低矮房屋间风荷载干扰效应的模拟分析
5.1 引言
5.2 计算模型与网格划分
5.3 边界条件及其他参数设置
5.4 计算结果分析
5.4.1 不同风向下屋面平均风压系数干扰分析
5.4.2 风向变化对屋面平均风压系数及干扰因子的影响分析
5.4.3 受扰房屋屋面各区域的不利风压系数极其干扰因子
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]单个周边建筑对工业厂房屋面平均风压的气动干扰效应[J]. 樊友川,全涌,顾明,姜海鹏. 建筑结构学报. 2011(04)
[2]周边建筑对低矮建筑平屋面风荷载的干扰因子[J]. 全涌,顾明,田村幸雄,黄鹏,松井正宏. 土木工程学报. 2010(02)
[3]周边建筑对低矮建筑平屋盖上风压的干扰效应[J]. 全涌,顾明,田村幸雄,黄鹏. 同济大学学报(自然科学版). 2009(12)
[4]三圆柱绕流的实验研究[J]. 顾志福,孙天风. 空气动力学学报. 2000(04)
[5]94年17号台风对温州民房破坏的调查[J]. 孙炳楠,傅国宏,陈鸣,唐锦春. 浙江建筑. 1995(04)
博士论文
[1]悬挑屋盖的风荷载模拟与气动控制研究[D]. 林斌.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]高层建筑对低矮平屋面建筑的风荷载干扰效应[D]. 商录西.北京交通大学 2017
[2]非均匀地形下平屋盖风荷载干扰效应的影响研究[D]. 杜坤.北京交通大学 2016
[3]东南沿海低矮房屋表面风荷载数值模拟与抗风设计研究[D]. 李牧羽.大连理工大学 2015
[4]平屋盖风荷载干扰效应的影响机理研究[D]. 张丽娜.北京交通大学 2014
[5]周围建筑对大跨平屋盖的风致干扰效应研究[D]. 贾蕗宇.北京交通大学 2012
[6]村镇建筑风压分布数值模拟及抗风设计研究[D]. 程占云.河北工业大学 2007
本文编号：2965098
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 低矮房屋表面风荷载研究方法
1.2.1 全尺寸现场实测
1.2.2 风洞试验
1.2.3 基于计算流体动力学的数值模拟方法
1.3 风荷载干扰效应
1.3.1 干扰效应的概念
1.3.2 低矮房屋干扰效应研究现状
1.4 本文主要研究内容
1.5 本章小结
2 数值模拟方法的理论基础
2.1 近地风特性简介
2.1.1 大气边界层
2.1.2 平均风速剖面
2.1.3 脉动风特性
2.2 计算流体力学的基本原理
2.2.1 流体力学控制方程简介
2.2.2 雷诺平均N-S方程
2.2.3 控制方程离散化及求解
2.3 雷诺平均（RANS）湍流模型
2.3.1 雷诺应力模型
2.3.2 布西内斯克湍流粘度模型
2.4 本章小结
3 低矮双坡屋面房屋风荷载的数值模拟分析与验证
3.1 引言
3.2 TPU风洞试验模型介绍
3.3 TPU B类屋檐风洞试验模型表面风荷载的数值模拟
3.3.1 计算模型与网格划分
3.3.2 边界条件与其他参数设置
3.3.3 模拟结果与风洞试验数据对比分析
3.4 本章小结
4 两栋低矮房屋间风荷载干扰效应的模拟分析
4.1 引言
4.2 计算模型与网格划分
4.3 边界条件及其他参数设置
4.4 单体双坡带挑檐房屋的屋面平均风压系数
4.5 屋面风荷载干扰效应分析
4.5.1 平均风压系数干扰因子
4.5.2 串列布置各风向下的屋面风荷载干扰效应
4.5.3 并列布置各风向下的屋面风荷载干扰效应
4.5.4 错列布置各风向下的屋面风荷载干扰效应
4.6 本章小结
5 规则群体低矮房屋间风荷载干扰效应的模拟分析
5.1 引言
5.2 计算模型与网格划分
5.3 边界条件及其他参数设置
5.4 计算结果分析
5.4.1 不同风向下屋面平均风压系数干扰分析
5.4.2 风向变化对屋面平均风压系数及干扰因子的影响分析
5.4.3 受扰房屋屋面各区域的不利风压系数极其干扰因子
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]单个周边建筑对工业厂房屋面平均风压的气动干扰效应[J]. 樊友川,全涌,顾明,姜海鹏. 建筑结构学报. 2011(04)
[2]周边建筑对低矮建筑平屋面风荷载的干扰因子[J]. 全涌,顾明,田村幸雄,黄鹏,松井正宏. 土木工程学报. 2010(02)
[3]周边建筑对低矮建筑平屋盖上风压的干扰效应[J]. 全涌,顾明,田村幸雄,黄鹏. 同济大学学报(自然科学版). 2009(12)
[4]三圆柱绕流的实验研究[J]. 顾志福,孙天风. 空气动力学学报. 2000(04)
[5]94年17号台风对温州民房破坏的调查[J]. 孙炳楠,傅国宏,陈鸣,唐锦春. 浙江建筑. 1995(04)
博士论文
[1]悬挑屋盖的风荷载模拟与气动控制研究[D]. 林斌.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]高层建筑对低矮平屋面建筑的风荷载干扰效应[D]. 商录西.北京交通大学 2017
[2]非均匀地形下平屋盖风荷载干扰效应的影响研究[D]. 杜坤.北京交通大学 2016
[3]东南沿海低矮房屋表面风荷载数值模拟与抗风设计研究[D]. 李牧羽.大连理工大学 2015
[4]平屋盖风荷载干扰效应的影响机理研究[D]. 张丽娜.北京交通大学 2014
[5]周围建筑对大跨平屋盖的风致干扰效应研究[D]. 贾蕗宇.北京交通大学 2012
[6]村镇建筑风压分布数值模拟及抗风设计研究[D]. 程占云.河北工业大学 2007
本文编号：2965098
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