风特性参数对低矮房屋表面风压影响的研究

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全球气候变暖,登陆及影响我国沿海地区的台风呈逐年递增的趋势,风灾统计表明,低矮房屋的损毁造成的损失占总损失的半数以上。因此,针对低矮房屋风载特性研究具有十分重要的社会及现实意义。本文基于低矮房屋实测及风洞试验数据,采用Realizable k、RNG k和SST k w三种湍流模型对体型比为1.5:1:1低矮房屋模型迎风面、边缘及屋面的风压分布及变化规律进行数值模拟研究。研究结果与同体型比的实测房及风洞试验结果对比表明,数值模拟结果与实测及风洞结论基本吻合,验证了本文三种模型研究低矮房屋表面风压的可靠性,并对三者之间结果异同进行分析。对开洞低矮房屋在台风环境下的破坏机理以及风向角、湍流度等风参数对低矮房屋屋面开洞所致内外风压的影响机理进行数值模拟研究。研究表明,两洞口的屋面平均净风压系数与封闭房屋比较接近,单一洞口的位置对平均内风压系数的影响较大,其中迎风面出现单一洞口时,屋面平均净风压系数绝对值最大,在台风作用下最容易破坏;湍流度从0.12增大到0.23,脉动风压系数增大,平均风压系数绝对值先增大后减小;湍流度对平均内风压系数的影响随开洞位置的变化而不同,湍流度增大,屋顶开洞时,平均内风压系数的绝对值变小;屋沿开洞时,平均内风压系数的绝对值增大,但平均净风压系数的变化不大;风向角影响内外风压均明显,尤其开洞边缘区和迎风角部区域。针对台风作用下低矮房屋的破坏特点,采用数值模拟方法研究了低矮房屋的气动抗风措施,包括构造板、切角、倒角等气动抗风措施,提出了针对沿海地区低矮房屋抗风设计的一些建议。
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