基于V2F湍流模型的坡屋面体型系数研究

在土木工程中,两方程k-ε系列湍流模型在结构风荷载模拟中有着广泛的应用。但是这些湍流模型都需结合壁面函数使用,从而使得在壁面附近以及钝体转角处计算精度不高。该文在Open FOAM平台上,基于V2F湍流模型对低矮坡屋面风场进行数值模拟,研究坡屋面体型系数的变化规律。经过非线性修正的V2F湍流模型在壁面附近及钝体转角处都有很高的计算精度,并可以不再使用壁面函数。通过对坡屋面体型系数的模拟,分析了地貌、湍流强度对体型系数的影响,并与规范进行了对比。该文最后还研究了坡屋面建筑之间的干扰效应及其对体型系数的影响,为工程设计提供了参考。

低矮房屋风致干扰效应研究

采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法,对低矮双坡屋面单体房屋屋面的局部风压进行了数值模拟,并将模拟结果同风洞试验结果做了对比,验证了数值模拟方法在模拟低矮双坡屋面房屋屋面风压方面的准确性和可靠性。此外研究了两栋同体型双坡屋面房屋的风致干扰效应,综合考虑了不同排列方式、布置间距以及风向角的影响。结果表明:该类房屋的迎风挑檐最易受风致干扰影响,且并列布置下干扰效应最为明显,错列布置次之,并列布置则较弱。为考虑放大的干扰影响,定量给出了房屋屋面风压增大部位的干扰系数,以供同类房屋抗风设计时采用。

带檐口曲面双坡屋面风压数值模拟

基于Fluent软件平台,选用基于Reynolds平均法的RNGk-ε湍流模型,对低矮带檐口的曲面双坡屋面房屋周围风场和表面风压开展数值模拟,研究了屋面坡度、房屋高度、跨度、长度和房屋檐口类型等各种参数对曲面双坡屋面风压系数的影响.研究表明,曲面双坡屋面风压受房屋几何尺寸影响不明显,而受屋面坡度、房屋檐口类型影响明显,且与来风风向角密切相关.屋面风压随房屋高跨比的增大而增大;随屋面坡度增大,迎风面风压绝对值减小,而背风面则增大.竖向和水平檐口显著影响曲坡屋面的风压大小和分布.