强台风下带挑檐双坡低矮房屋风荷载特性大涡模拟方法适用性研究

摘要：

该文基于相关现场实测和风洞试验结果,对强台风下带挑檐低矮双坡房屋气动荷载特性进行了大涡模拟(Large-eddy simulation,LES)研究.研究了台风脉动风场人工合成方法、近壁区网格划分策略及壁面边界条件等模拟参数对带挑檐双坡低矮房屋风荷载特性影响,定量分析利用大涡模拟预测强台风下低矮房屋屋面风压特性的可靠性,并基于大涡模拟全流场信息分析了低矮房屋周边钝体绕流瞬态特征.研究结果表明:基于CDRFG(Consistent diseretizing random flow generation)人工合成湍流方法可以准确模拟具有高湍流度特性的台风风场,并通过先验的网格划分策略可以实现来流湍流自保持性.大涡模拟能够得到与现场实测及风洞试验较一致的平均和脉动风压系数,且极值风压系数在30％误差范围的可靠度达85％以上.迎风挑檐会导致屋面前缘流动分离提前发生,但对迎风前缘屋面风压分布规律影响较小.挑檐下缘形成的分离泡产生较大脉动吸力,挑檐局部净风压系数未显著增大.该文有助于进一步提升强台风下低矮房屋风荷载模拟的有效性,更加深入的掌握低矮房屋的风致破坏机理,为低矮房屋的抗风设计及抗风性能优化提供重要参考.

关键词：带挑檐低矮房屋;风荷载;强台风;大涡模拟;现场实测;风洞试验

所属期刊栏目：38

分类号：TU973+.213(地下建筑)

资助基金：国家自然科学基金项目;中央高校基本科研业务费专项资金项目;高等学校学科创新引智计划资助项目;中国博士后科学基金项目

在线出版日期：2022-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：66-78,133