低矮房屋表面风雨压力cfd数值模拟

《低矮房屋表面风雨压力cfd数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国内图书分类号：TU311.41学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文低矮房屋表面风雨压力CFD数值模拟硕士研究生：陈博文导师：肖仪清教授申请学位：工学硕士学科、专业：防灾减灾工程及防护工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU311.41Schoolcode:10213U.D.C:624Levelofconfidentiality:OpenDissertationfortheMasterDegreeinEngineeringCF

2、DNUMERICALSIMULATIONOFWIND-RAINPRESSUREONFACADESOFLOW-RISEBUILDINGSCandidate:ChenBowenSupervisor:Prof.XiaoYiqingAcademicDegreeAppliedfor:MasterinEngineeringSpeciality:DisasterPrevention&ReductionEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:June2009Degree

3、-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要我国沿海地区风灾频繁，每年风灾都会造成大量的经济损失，其中大量土木工程结构尤其是量大面广的低层房屋的损伤甚至破坏是损失的重要组成部分。台风登陆前后往往伴随着强降雨过程，强风携带着暴雨共同袭击低层房屋，形成附加作用力，导致房屋损伤甚至破坏。因此，如何较全面地掌握低层房屋在风雨共同作用下的雨量分布特性和风雨荷载效应，以便提出有效的抗风防雨措施十分必要。本文以计算流体力学为理论基础，采用数值模拟方法研究

4、低层房屋迎风面的不同风速、不同雨强下风驱雨量的变化规律及雨滴的附加作用力导致荷载增的程度。本文在总结前人的研究成果的基础上，首先建立了以平均Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型为基础的湍流流动模型，进而得到风场的数值模拟模型；对雨场中的雨滴特性，包括直径，最终下落速度，运动轨迹等，进行分析和简化，利用离散相模型得到雨场模型。模拟风雨共同作用，对在风力的作用下，不同的直径范围内的雨滴质量占有率的变化和近壁面的水平末速度值给出了详细的结果和分析。然后，本文对迎风面在不同风速和不同雨强下整体的和分区域的风驱雨量值进行了计算，给

5、出了风对降雨的影响程度，以及风驱雨量在风速和雨强变化的情况下的分布规律的变化。通过对雨滴和结构迎风面的碰撞分析，给出雨滴附加作用力的计算方法，模拟得到不同风速和不同雨强下的雨滴附加作用力时程，并与纯风作用下的迎风面荷载比较，给出了雨滴附加作用力导致的荷载增大的程度。研究表明降雨产生的附加荷载对房屋具有明显的影响，该附加荷载最高可达到纯风荷载的30%左右。本文的研究可对低矮土木工程结构的抗风雨设计提供参考。关键词：数值模拟；计算流体力学；低矮房屋；风雨作用；离散相模型－I－哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThecoas

6、talregionsofChinaarethoseareaswheredisastercausedbyawindstormoftenhappens.Thewindstormwillcausealargenumberofeconomiclosses,andinjuryordamageofalargenumberofcivilengineeringstructures,especiallyalargenumberoflow-risebuildingsisanimportantpartoftheloss.Strongwindstakin

7、gheavyrainattackfacadesofthelow-risebuildings,bringingtheadditionalforces,resultingininjuryordamagetobuildings.Thereforeitishighlynecessarytograspthedistributionofwind-drivenrainanddistributinglawofwind-rainloadonfacadesforsuchkindofbuildings,moreover,tofindoutthecorr

8、espondingwind-drivenrainresistantways.Inthispaper,basedontheoryofcomputationalfluiddynamics,numericalsimulationmethodwasempl