应用LK k-ε模型的气承式充气膜结构风荷载和风环境研究

首先以6m立方体建筑绕流为例,对计算风工程中常用的RANS模型进行了评估,得出LK k-ε模型在同时预测风压和流场方面具有较好的效果。之后应用LK k-ε模型对不同矢跨比的三个典型气承式充气膜结构在不同风向角下的风荷载和周围风环境进行了研究。计算结果显示随着风向角的增加,气膜顶部的极大负压区域和极大负压值都明显增大,在来流为90°时(风向与气膜长边垂直)达到最大,且在该风向角下,随着气膜矢跨比的增加,顶部负压也明显增大。综合来看,气膜结构的抗风设计以极大负压为主,极大负压区域主要出现在气膜的顶部和四个拐角位置。以风速比为指标对气膜周围风环境的研究表明,在气膜的拐角附近和下游某些区域都出现了明显的来流加速现象。

考虑浮升力影响的建筑群内线源污染扩散的大涡模拟

针对浮升力存在的不稳定条件,在Kataoka方法基础上,通过调整阻尼函数来产生大涡模拟所需要的入流湍流条件。之后,应用标准Smagorinsky模型对处于不稳定边界层的建筑群内的线源污染扩散问题进行模拟。计算结果与风洞数据对比表明,在不稳定条件下,使用大涡模拟方法能够较为精准的预测流场变量的平均值及变量的脉动成分。最后,根据计算结果对街道峡谷内的空气流动和污染扩散进行了研究。结果显示:街道峡谷内的空气发生了循环流动,从而形成了一个大的涡系,对峡谷内的污染扩散产生了重要影响。