冷却塔混凝土粗糙度对平均风压系数的影响

采用CFD方法研究全尺寸双曲冷却塔表面混凝土粗糙度对风压系数的影响.在规范规定的粗糙度范围内,分别对表面混凝土光滑以及表面混凝土有不同粗糙度高度的冷却塔全尺寸模型进行了数值模拟.将不同工况下的风压系数计算值与以往文献的风洞试验和现场实测数据进行了比较.研究结果表明:冷却塔全尺寸CFD模拟虽然解决了雷诺数相似问题,但纯粹的光滑壁面冷却塔在CFD计算中得到的平均风压系数比实际值偏离较大;在冷却塔全尺寸CFD模拟中必须考虑实际冷却塔表面的粗糙度对其平均风压系数的影响.

匝道声屏障工程平均风压系数数值风洞模拟

基于FLUENT计算流体动力学数值模拟平台,采用雷诺平均法对匝道声屏障工程的复杂形体结构进行了数值模拟,计算区域的划分采用具有良好适应性的非结构网格,计算得到其表面的风压分布,并分析了结构多风向角下的结构风载体型系数。同时,探讨了屏障内表面风压对整个结构的影响,计算过程采用有限体积法对控制微分方程进行离散,并用SIMPLE压力校正算法来实现非线性方程的迭代求解。

CAARC高层建筑标准模型瞬态开洞风压及力幅值特性试验研究

文章通过刚性模型风洞测压试验,研究了B类地貌典型风向角下,4%开洞率的CAARC模型在不同开洞位置时,高层建筑标准模型平均风压系数分布特点及风力幅值的特性。研究表明,开洞位置向左偏移1/5B,开洞瞬间和开洞后对平均风压系数的影响较大;开洞瞬间,开洞层的平均阻力系数和脉动阻力系数以及扭转系数、分力系数、洞口腔体内部测点的风压系数时程会产生显著突变,但是对脉动升力系数的影响较小。

矩形高层建筑平均风压的风洞阻塞效应试验研究

基于同步测压技术,在同济大学TJ-2建筑风洞中进行了单体矩形高层建筑的阻塞效应试验研究。对阻塞度为4.1%、6.1%、8.4%、10.1%的刚性建筑模型在低湍流均匀风场中进行了测压试验,对结果进行了对比分析。主要研究了阻塞效应对模型表面平均风压特性的影响。试验结果表明:在均匀流中,阻塞效应对模型迎风面平均风压系数的影响较小,除靠近角部测点外,影响幅度不足5%;阻塞效应使模型侧面、背风面和顶面平均风压系数降低较为显著,但平均风压系数分布规律没有明显变化。此外,基于风洞试验结果提出了均匀流中矩形高层建筑平均风压的阻塞效应修正公式。

单跨双坡工业厂房平均风压试验研究

通过一系列不同外形尺寸的单跨双坡厂房刚性模型风洞测压试验,研究不同风向角下结构表面的平均风压系数,重点讨论建筑结构外形参数和风场条件对单跨厂房主体承重结构风压系数的影响。研究发现,主体结构框架梁屋面平均风压系数受高跨比和风向角影响很大,而基本不受纵跨比和风场类型的影响。框架梁屋面的负风压随着高跨比的增大而增大,但中部和端部框架梁屋面的风压特性有很大差异;中部框架梁屋面的负风压随着风向角的增大不断增大,端部框架梁屋面的风压随着风向角的变化也很显著,但缺乏很好的规律性。主体承重结构框架柱墙面的平均风压分布较为均匀,风压系数可直接按美国金属建筑结构手册选取。根据试验数据采用阻尼最小二乘算法拟合框架梁屋面风压分布公式。经验证,公式计算出的风压系数能良好地反映分布规律,且具有较好的精度,可以为荷载规范的修订和补充提供参考。

临界雷诺数下斜拉桥拉索的平均风压和风力特性

采用一套可调节拉索模型倾角和风向角的试验装置,对临界Re数下的斜拉索模型的气动性能进行了风洞试验研究。通过一系列测压试验,测得了临界Re数下、不同风向角时斜拉索模型表面的平均风压系数分布,并得到了作用在斜拉索模型上的气动力系数。研究了风压分布系数、停滞点、最小风压系数和气动力系数随风向角的变化规律。并对临界Re数时的试验结果与亚临界Re数下的结果进行了分析比较。研究表明:风向角的变化会影响拉索模型的平均风压系数分布和气动力系数;当Re数从亚临界区进入临界区后,拉索模型的平均风压系数分布和气动力系数均发生很大变化。

利用汽车行驶风测试建筑风压系数的跑车试验方法研究

参照风洞试验和现场实测的试验方法,结合车辆行驶能产生风的特点,提出了一种理想道路条件下利用汽车行驶风测试建筑风压系数的跑车试验方法。采用理论推导和现场试验的方法,构建了跑车试验的基本理论,设计和组装了跑车试验的物理试验平台,搭建了软件测试系统,研究了测试数据的处理方法,运用该方法对CAARC标准模型典型测点的平均风压系数进行测试。研究了不同车速对平均风压系数的影响,并分析了同一车速多次重复测试平均风压系数结果的差异。研究结果表明:提出的跑车试验理论公式正确,构建的软硬件系统合理,标准模型测点的平均风压系数跑车试验测试结果与相关文献的风洞试验结果吻合很好,同一车速下多次重复测试结果偏差很小,不同车速影响平均风压系数程度小,验证了该方法在理想道路条件下的可行性。

高层建筑平均风压的阻塞效应试验研究

基于5组不同缩尺比的矩形高层建筑风洞试验模型,在两种不同湍流度强度风场下研究湍流度对高层建筑平均风压的阻塞效应影响。试验结果表明:同种风场下,阻塞效应对模型迎风面平均风压系数的影响较小,阻塞比的不同并没有引起迎风面压力分布的显著变化,阻塞比的增大使模型侧面和背风面平均风压系数降低较为显著。来流湍流增大会降低阻塞效应对平均风压系数的影响,湍流度增大对迎风面阻塞效应影响较小,但对高层建筑模型侧面、背面阻塞效应影响较大;最后,对低湍流度风场下阻塞效应修正公式进行了检验,并验证了高湍流度风场下阻塞效应修正公式的适用性。

基于超级计算的大规模跟踪式光伏发电阵列风压分布研究

首先对与跟踪式光伏组件结构相似的单个定日镜进行风洞测压试验和CFD数值模拟,然后将两种方法获得的结果进行对比,验证了该文所采用的CFD数值方法的可靠性。其次建立3种不同长宽比的跟踪式单体光伏组件模型,研究单体光伏组件在0°风向角下长宽比对其平均风压分布的影响。最后建立大规模太阳能跟踪器光伏阵列模型,对5种具有代表性意义的工况(来流风向角:0°、45°、90°、135°、180°)进行模拟研究,得到B类地貌风场条件下光伏组件群代表位置处光伏组件的平均风压系数分布规律。研究结果表明:来流风向角不同,光伏组件群中不同位置的光伏组件风压分布有所区别;45°和135°斜风向角下光伏组件所受平均风压最大,即45°和135°为最不利风向角;光伏组件群四周位置为组件群最不利受力位置。

大跨度双曲混凝土双曲组合扭壳屋盖表面风压系数试验研究

大跨度双曲混凝土组合扭壳屋盖结构具有质量轻、柔性大、阻尼小等特点，风荷载是其结构设计的控制荷载。由于建筑造型的要求，大跨度双曲混凝土屋盖结构往往具有复杂的外型，现行的荷载规范很难确定屋盖表面的风压分布，一般是通过风洞测压试验获得屋盖表面的风压。本文较为详细地介绍了具体试验方法和理论分析方法，并通过对大跨度双曲混凝土组合扭壳屋盖表面风压系数的测定和风洞试验结果的分析，说明了利用风洞试验测量其表面风荷载的必要性，得到其风压分布的复杂特征，为大跨度混凝土屋盖的结构设计提供参考。

大跨度屋盖结构平均风压和脉动风压研究

依托大涡模拟方法(LES),并与计算风工程(CWE)相结合,对平屋盖、球面屋盖、鞍形屋盖及悬挑屋盖的风荷载分布、绕流形式进行了研究,主要完成以下工作:①利用商业软件ICEM CFD建立4种大跨度结构的模型,并对其划分结构性网格。②为了模拟接近自然的湍流来流形式,通过研究软件的用户自定义命令(UDF)对入口湍流来流的速度、湍动能和湍流耗散率编写了相应的程序。③计算出平屋盖的平均风压系数和脉动风压系数,并与试验数据进行比较,验证了本文方法的可行性。④球面屋盖模型选用杭州国际会议中心、鞍形屋盖选用矢跨比相同的模型,分别在0°、45°、90°这3种不同风向角下计算(悬挑屋盖分为闭口式和开口式两种),通过计算得出以上模型的平均风压系数和脉动风压系数,并得出结论。

折叠网壳结构在不同参数影响下表面风压分布系数规律研究

为研究风敏感结构折叠网壳在风荷载作用下不同参数影响的分布规律,基于流体动力学基本原理和大气边界层基本理论,运用F luent软件对折叠网壳结构在不同风速、风向角、结构单元长度、端门倾角影响下,探讨和分析了折叠网壳结构表面平均风压系数分布规律,确定其影响形体优化和研发的关键参数。结果表明:结构单元长度、端门倾角是影响折叠网壳结构表面平均风压系数分布规律的关键参数,为折叠网壳结构体型优化和研发提供设计方法和理论依据。

单列布局下太阳能光伏阵列表面风压分布相互干扰作用分析

为了研究太阳能光伏阵列在单列布局下表面风压分布相互干扰作用,基于大气边界层理论和计算流体动力学的基本原理,利用流体动力学分析软件FLUENT对光伏阵列在单列6行布局0°和180°风向角下的表面风压分布特性进行CFD数值计算分析,通过表面平均风压系数和干扰因子,对比单个太阳能光伏板,探讨与分析了光伏阵列群体之间的风力相互干扰作用。研究表明:光伏阵列群体之间具有明显的遮挡效应,遮挡效应最为显著的是第二排光伏阵列,从第三排开始,光伏阵列平均风压系数变化趋于稳定,遮挡效应随着间距S_(y)的增大逐渐减弱,这为光伏结构在风荷载作用下优化和精细化设计提供理论依据。

大跨度椭球屋盖结构风压分布的风洞试验和数值模拟

根据九寨沟甘海子国际会议度假中心温泉泳浴中心的风洞试验结果,分析了该结构屋面在风荷载作用下的受力性能.分别采用基于雷诺时均方程的标准k-ε、重正化群(RNG)k-ε、可实现的k-ε和雷诺应力模型(RSM)4种湍流模型对屋面平均风压进行了数值模拟,并将4种湍流模型的模拟结果与风洞试验数据进行了比较.结果表明,此类大跨度椭球屋面风压分布主要以吸力为主,靠近地面的屋面迎风面和背风面风压为正压.4种湍流模型的模拟结果之间差异较小,数值方法能够较准确地模拟该类大跨度椭球屋面的风压分布.在定量分析时采用高精度的离散格式可以提高计算精度.

深圳大运会主体育场罩棚风压分布的数值模拟

为了求得体育场罩棚的风载体型系数,基于Reynolds时均N-S方程和RSM模型对深圳大运动会主体育场罩棚风压分布特性进行了数值模拟.采用有限体积法对控制微分方程进行离散,并采用SIMPLE压力校正算法来实现非线性方程的迭代求解.将数值计算结果与风洞试验结果进行了对比,两者吻合较好,在此基础上,分析了风向角和风攻角对风压分布的影响,探讨了罩棚周围流场的绕流特性,并根据罩棚的结构形式及风压分布特点,给出了最不利风向下罩棚表面的区域平均风压系数以及罩棚设计风荷载的计算方法.结果表明:风向角对风荷载的影响较大,不同风向角下,来流的分离和漩涡脱落作用均有较大的不同.风攻角对罩棚表面风压分布的影响不大,对罩棚局部峰值的影响在15%以内,整体影响在5%以内.

槽式聚光镜风压分布的风洞试验与分析研究

本文对槽式聚光镜进行了风洞试验研究,系统地研究了镜面的平均风压分布及其特点。先给出了几种典型工况下单个镜面的平均风压的分布状况,并总结出聚光镜镜面的风压分布在不同的镜面竖向仰角和水平风向角条件下的变化规律。然后进行槽式聚光镜在镜组工况下的风洞测压试验,分析了镜组的相互干扰对镜面平均风压系数的影响。本文的研究成果可为槽式聚光镜结构的抗风设计提供技术参数及设计依据,也对镜组系统的优化设计和控制镜面变形的研究提供参考依据,有一定的理论意义和工程实用价值。

湍流对高层建筑风压幅值特性影响的研究

风荷载是高层建筑设计的控制荷载之一,来流湍流对结构风荷载分布和风致响应有很大的影响,研究来流湍流对高层建筑风荷载的影响有很重要的实际意义。本文主要研究来流湍流强度对高层建筑风压幅值特性的影响。为形成不同的湍流强度,本文采用风洞试验的方法,共模拟了五种风场,对2种不同断面相同高度共2个模型进行了研究。结果表明,当湍流强度比我国D类风场的湍流强度明显增大时,模型的四个侧面的平均风压系数在数值上是增大的,但是在背风面和侧面的平均风压系数绝对值是减小的;在D+风场中,背风面和侧风面出现了小正压。特别是背风面平均风压系数增加量比迎风面前后对应位置增加量更大,从而使整个结构所受的平均风阻力减小。高湍流强度对高层建筑表面风压有明显影响(如小正压),可为高层建筑抗风设计提供参考。

用CFX5.5软件模拟体育场弧形挑篷的平均风荷载

根据大型体育场常见的挑篷形式,设计具有一般性的悬臂弧形挑篷模型.在CFX5.5软件平台模拟的数值风洞中,研究弧形挑篷在不同风向角及不同挑篷倾角下的风压分布.结合大气边界层风洞中该模型的刚性测压试验结果,验证数值模拟计算的可信性.在系统分析了弧形挑篷表面风荷载分布的特点后,获得弧形挑篷表面风压分布的一般性规律.

下击暴流作用下菱形马鞍面屋盖风压特性

设计制作了菱形马鞍面大跨屋盖结构缩尺模型,通过风洞试验探究了下击暴流作用下菱形马鞍面屋盖表面风压特性。探究了冲击射流装置到模型的径向距离和风向角对屋盖上不同区域平均风压的影响,试验结果表明:最大分区平均风压系数出现在径向距离为1.25D_(jet)(D_(jet)为喷口直径)、风向角为0°的工况;来流方向上屋盖檐口的3个区域平均风压系数随径向距离增大先快速增大后减小,其他分区的平均风压系数随径向距离增大先增大后趋于平稳;风向角对各区域的平均风压影响都很大,其中风向角为0°时屋盖表面产生最大分区平均风压且迎风点处风压变化梯度大;角区和边区的风载体型系数均较大,最大值达到−2.75。