两个相邻建筑物周围风环境的数值模拟

高层建筑物及其群体周围所引起的风环境问题正日益受到人们的重视。本文用数值模拟方法对两幢串列布置高层建筑周围的流场进行了模拟 ,讨论了建筑物高度、间距比等因素对风环境特性的影响。为了与两个相邻建筑物的流场进行比较 ,本文同时计算了单个建筑物周围流动的分布情况。数值模拟结果对揭示高层建筑群区域内再生风载荷的形成机理提供了一定的分析方法 。

高层建筑横风向风效应研究综述

高层建筑的横风向荷载及响应问题非常复杂,它与来流紊流、尾流和气动反馈3个方面的激励有关.虽然研究人员关注这一问题已有30多年,但迄今为止还没有形成被广泛采用的成熟的分析理论和方法,许多国家的规范中尚无相关的规定.国内外高层建筑横风向风效应研究成果主要分为3部分:横风向气动力的确定,横风向气动阻尼的识别和横风向等效静力风荷载的计算方法.风洞试验技术、数据拟合技术、参数识别技术是确定高层建筑横风向风效应的主要手段.通过分析国内外研究手段和方法的现状及优缺点,针对高层建筑横风向响应研究中存在的问题和不足,提出了应该关注的重点:高层建筑外形的复杂变化对气动力的影响、高层建筑横风向气动阻尼的识别方法以及形成机理和影响因素、等效静力风荷载计算方法和复杂形体超高层建筑顺、横、扭3种风荷载分量的耦合问题.

体育场内风流场和直缘主看台挑篷风压力分布的三维数值模拟

利用世界先进的计算流体工程软件CFX5 3,对我国设计的约旦哈桑体育场[1] 及其西看台上的大悬臂挑篷零度风向风流场和压力系数分布进行数值模拟 ,并将结果与风洞试验比较 ,以说明计算风工程在实际应用中的可行性。

体育场内场风环境模拟实验研究

体育场内场风环境是建筑设计者和体育工作者非常重视和关心的问题。因为它涉及到运动成绩被承认与否和体育比赛的效果。本文针对浙江省黄龙体育中心主体育场的建筑结构特点，对其内场近地面的风场进行了测量，并采用空气动力学实验中经常使用的热线风速仪和烟线示踪法对各种不同风向角条件下，外场风在现体育场结构方案中对场内带来的影响，显示内场风场的变化。对体育场建成后的使用，提出风影响预报。可以避免今后由于风作用而产生不利影响时的盲目性。同时可以采取一些相应的补救措施，更能提高体育场的使用性能。

建筑表面风压的三维数值模拟

本文采用数值模拟方法预测由近地三维流动风引起的建筑物的表面风压。文中运用一种扩展的ｋ－ε紊流封闭模型，导得了稳态流动风的统一形式的控制微分方程。采用控制容积法对微分方程作了离散，ＳＩＭＰＬＥＣ压力校正迭代算法实现了非线性离散化方程的求解。实例计算与分析比较表明。

高层建筑的风环境评估

通过实验数据的处理分析以及数值模拟结果,利用舒适度评估标准,对摩根中心的风环境进行了评价。发现在冬春大风季节,摩根中心附近会出现局地强风区,对人活动构成危险,需要采取相应的措施。

屋盖开孔建筑的内压风洞试验研究

对不同开孔位置、开孔率和内部容积的17个屋盖开孔建筑进行了缩尺刚性模型测压试验,分析内外风压的空间分布规律和相关性,采用稳态方法和单开孔内压传递方程分别对平均和脉动内压进行理论估计,拟合了峰值内外压系数比的无量纲设计公式。结果表明:屋盖开孔建筑的内部风压系数相关性和相干性较好,可采用统一的值来描述内压;内外风压系数以正相关为主,相关性大于立墙开孔工况;平均内压设计值可取为0.8倍开孔处外部平均风压,可采用单开孔内压传递方程估计垂直风向的脉动内压,误差小于15%。拟合的脉动内外压系数比和峰值内外压系数比设计公式,可应用于屋盖中心开孔建筑,改进了GINGER方法的精度。

单坡光伏车棚风洞试验研究

对屋面倾角10°、20°和30°的单坡光伏车棚进行缩尺刚性模型测压风洞试验,研究倾角和有无停车对屋面整体体型系数、平均风压系数、极值风压系数和局部块体型系数的影响规律,与当前国家规范取值进行比较。结果表明,单坡光伏车棚上半区屋面主要承受风吸力作用,下半区屋面主要承受风压作用,最不利整体风荷载试验值比规范取值小20%左右;屋面整体平均风荷载和屋面各分块承受的风荷载随屋面倾角的增大而增加,上屋檐角部分块为最不利风吸力发生位置,下屋檐角部分块为最不利风压发生位置;停车会增大上半区屋面风吸力约10%,减小下半区屋面的最不利风压作用约70%。

基于非高斯仿真的风压系数极值计算方法

以多变量相关非高斯过程仿真方法为基础,发展了一种基于单次采样的多变量非高斯仿真极值计算方法。首先介绍开孔屋盖的风洞试验概况和多变量相关非高斯过程仿真的基本理论,对屋盖上一组测点风压进行了非高斯仿真,结果表明基于谱修正的多变量相关非高斯过程仿真方法得到的时程在功率谱密度,相干函数,高阶矩三方面与目标值接近,仿真效果较好,然后采用经典极值理论对多次仿真的非高斯时程进行极值计算,将该方法得到的峰值因子与以往常用方法的结果进行比较,结果表明:Davenport峰值因子法高估气流分离区左偏风压的正峰值因子60%,低估负峰值因子43%;Sadek-Simiu峰值因子法低估了高峰度风压的峰值因子50%;而基于单次样本进行仿真的非高斯仿真峰值因子法,其估计的开孔屋盖的峰值因子最为准确,与观察峰值因子总体上最为接近。

风场实测数据缺失的插补方法研究

现场实测是风工程的研究方法之一,可以获得比较全面、可靠的风速、风向实测数据。实测数据是非常宝贵的,并且是进一步研究的基础。但在实测时如出现天气恶劣、仪器故障等因素,就可能使得风场实测数据的部分时段出现一些缺失和异常,影响实测数据的完整性和合理性,及其在实践中的应用。为了充分、有效地利用实测数据,就需要对风场时程数据中出现缺失和异常的部分时段进行预测和插补。为了保证实测数据的合理、完整及实用性,提出了一种基于时间序列模型,充分利用缺失段前、后的有效实测数据,综合采用顺插和逆插方式插补出缺失段的风场数据的方法。通过具体算例对所提方法与以往的方法进行了比较,发现所提方法更加有效、准确。

北京某商业中心行人风环境的风洞试验研究

采用风洞试验方法,对北京某商业中心行人风环境进行研究,通过对行人活动区域测点风速的统计分析,得到该区域16个风向角下的行人高度风速分布。结合气象资料,利用针对不同行人活动类型的大概率发生事件的行人风环境评估标准,对该商业中心的风环境品质进行定量评估,并对可能造成行人不舒适或危险的区域提出改善建议。

建筑间行人高度处的风环境设计

为使用简单的方法对居住区的风环境进行评价,采用CFD软件模拟,运用正交试验的方法选取模拟的工况.根据模拟的结果,推导出建筑尺寸、建筑间距与建筑通道间行人高度处最大风速比的函数关系式,并且进行实例验证.验证表明:该方法简单可行,对建筑师进行风环境设计具有较好的辅助作用.

屋盖开孔的近地空间建筑的平均风压特征

对开孔位置和开孔率不同的7个屋盖开孔近地空间建筑进行了缩尺刚性模型测压试验,分析了屋盖升力系数,屋盖中线测点和立墙测点的点体型系数,以及屋盖的块局部体型系数分布规律,并与当前规范取值进行比较,结果表明:屋盖中心开孔减小了屋盖向上的净平均风吸力,屋盖轴线测点最大正体型系数可达+0.32,中心开孔屋盖设计时应充分考虑正风压作用;屋盖角部开孔时的正风压较中心开孔工况大,对结构受力不利;中国规范对于屋盖中心开孔工况的角部块Ra的局部体型系数取值偏于不安全;屋盖角部开孔后局部块受风的压力作用显著,会导致屋盖的进一步破坏;屋盖中心开孔增大了迎风面立墙正风压86%以上,减小了侧墙和背风面立墙的吸力,使得在全封闭状态下承受风吸力的背风面墙转而承受风压作用。

屋盖开孔的近地空间建筑的风致内压

以屋盖开孔的近地空间建筑为研究对象,采用刚性模型测压风洞试验方法,研究了开孔率、开孔位置、内部容积、地貌类别等因素对风致内压的影响规律,与当前主要国家规范及以往试验进行对比。结果表明:屋盖开孔建筑的内压高度相关,内压存在高频Helmholtz共振,角部开孔工况的Helmholtz共振现象明显;屋盖开孔建筑的内平均风压在全风向角下表现为吸力,角部开孔工况的内平均风压较中心开孔工况大;屋盖开孔建筑的脉动内压随模型内部容积增大而减小,随来流湍流度增大而增大,侧墙的门窗开孔可减小平均内压和脉动内压;各国规范均不同程度地高估了屋盖开孔建筑的内部正风压,低估了内部负风压。

基于CFD数值模拟的典型建筑群风环境评估

为解决越来越多的体型复杂、布局多样、规模庞大的建筑群兴建后所带来的建筑风环境问题,文章选取3种典型建筑布局(行列式、错列式及围合式)下的建筑群,利用雷诺平均法及Realizable κ-ε湍流模型对各布局下北风及西风下的建筑风流场进行了数值模拟,利用定量与定性分析方法对建筑群风环境进行了评估。研究结果表明,西风比北风风向下的建筑群风环境好;综合对比分析2种风向下3种布局的风环境,行列式建筑群风环境较好。

古代建筑防风术之借鉴

依据对中国传统建筑防风设计思想与方法的研究,从总体规划、场地设计、建筑形式、体形变化、构造与结构等方面,提出了八点可资借鉴之处,对当代建筑的规划与设计具有一定的理论意义和应用价值。

多层建筑渗风量计算方法及程序

在计算热压与风压联合作用下外窗渗风量的方法中,采用缝隙法进行多层建筑渗风量计算。给出了风量计算中各种类型门、窗的渗风特性值和传热系数值。分析了多层建筑(住宅、办公类建筑等)渗风量计算阳台封闭的渗风计算方法、内部隔断系数的确定、中和面的确定等。解决了大量的窗数据的输入问题,并编了多层建筑渗风量计算程序。为计算渗风能耗、供热负荷等奠定了基础。

学校建筑室外风环境数值模拟研究——以胶州中加中学为例

学校中良好的通风环境不仅可以满足学生室外舒适度需求,而且对于降低学校建筑能耗起到了重要作用.通过Airpak软件建模,对胶州中加中学的室外风环境进行数值模拟,并对模拟结果进行评价,为进一步优化室外风环境提出改善意见.

建筑屋盖抗冰雪灾害能力的分析与防灾建议

针对我国2007年雪灾和2008年冰雪灾害,探讨了造成建筑结构坍塌的灾害因素、屋面构件承载能力因素和屋面荷载组合因素,提出了防止建筑屋面结构在雨雪和冰冻灾害中坍塌的建议。

同济大学文远楼周边风环境研究

通过计算机对规划方案进行风环境模拟分析尚处在探索阶段。该文通过对同济大学文远楼周边建筑风情况模拟,以上海市多年平均气象要素作为初始条件,计算过程中选用Fluent Airpak软件进行流场模拟分析。通过模拟结果分析旋涡、风影区……在建筑周围分布的情况,并分析产生的影响。实验表明,运用Fluent Airpak对建筑物周边的微观气候环境进行模拟具有实际应用价值,并对建筑群规划具有指导意义。