地面粗糙度对结构龙卷风荷载影响的研究

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1、东斋夫＃硕±学位论文：专业名称＿作者姓名：＿：指导教师＿ＴｈｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｏｆＳｕｒｆａｃｅＲｏｕｇｈｎｅｓｓ化ＴｏｒｎａｄｏＬｏａｄＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＰｅｎＹ－ｉｎｈａｉｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ－．ＬｕＬｉｎｇｙｉｎ

2、ｅｅｒ－Ｓｅｎｉｏｒｅｎｇｉ．ＧｕＹａｎｂｉｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｙ２０１５东南大学学位论文独初性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，，除了文中特别加从标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得东苗大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并

3、表示了谢意。＂少％研究生签名：与秦舶期；东南大学学位论文使用授枚声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印，可Ｗ采用影印件和电子文档、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理＾白Ｄ研究生签名：索导师篇名；日期户捆要巧要论文唐名：地面粗檔度对结构龙卷风荷载影响的研究

4、巧±研究生：彭英海指导老师：目令毅教授／博导顾谈斌高工学校：东南大学一生的概率非常小《龙卷风是种超强的旋风，具有极大的破坏力。鉴于龙卷风发，现今国内建筑结构一荷载规范》中还没有列出结构抗龙卷风设计的相关条款。然而，在设计核电厂等些极其重要诘施时，则必须明确考虑结构遭遇龙卷风的因素一。地面租檔度不化是气象学中常用的个重要参数，同时也是决定龙一卷风风场结构的个重要参数。因此本文所研究的地面粗檔度对龙卷风风场特性及建筑表面荷载的影响可一一为后续研究龙卷风提供定的有用信息，也可为核电厂等极其重

5、要的结构抗龙卷风设计及选址提供定的。参考本文主要研究内容如下：１、基于ＣＦＤ数值模拟方法。，对不同游巧比作用下的龙卷风风场特性进行了研究为研究多液祸龙卷－？瑞流模型模拟种典型游祸比值为０风场结构的特征，利用大型流体软件化阳ＮＴ１４．５的ＳＳＴＡ．２８、０．５及．的龙卷风场，通过离散相模拟技术得到了准静态龙卷风的结构形态图了不同游祸比作用下１０。分析龙卷风切向速度曲线变化图及速度矢量图的分布特征。并对不同游锅比龙卷风场中的建筑物表面风压系数进行了模拟。结果表明，多溢锅龙卷风作用下的结构表面风压系

6、数绝对值更小。２、同祥基于ＣＦＤ数值模拟方法，研究ＴＢ类地形下的地面粗蹈度（化为０、０．１及０．２５对龙卷凤近地）风场产生的波动而对建筑物表面荷载所造成的影响。根据上文结果选取了游锅比植为０．５，并把均匀砂粒模型作为等效地面粗隨度，较详细地分析了地面粗植度作用下龙卷风风场结构特征及建筑物表面风压系数的分布情况。结果表明，地面粗糟度起到了减小龙卷风核也半径内的切向速度及增强龙卷风核也半径外的切向速度的作用，并造成龙卷风的核也半径变大：随着粗糖度的增大建筑物表面风压系数的绝对值也随之变大。３、

7、为更加真实研究龙卷风对结构荷载的影响，研究了地面粗髓度对平移龙卷风结构荷载的影响。利用ＣＦＤ数值模拟研究了平移龙卷风与静态龙卷风场特征的区别，其中平移龙卷风核也半径处的最大切向速度明显大于静态龙卷风；并分析了在地面粗糖度作用下的平移龙卷风结构表面风压系数的变化规律。结果表明筑物表面分布的风压系数都为负值即表示龙卷风中也在建筑表面产生了风吸力，建，粗糖度长度；越大的情况下一，在建筑物靠近左侧方的位置处的风压系数绝对值越大，其它位置处的绝对值只是局部增大；而左右两侧中也位置处的风皮系数的绝对值随着粗精

8、度长度变大而变大。关键词：龙卷风；ＣＦＤ数值模拟：游祸比；离散相模型；地面粗植度；平移龙卷风ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＴｉｔｌｅ：ＴｈｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌ扣ｉｏ打ＥｆｅｃｔｏｆＳｕｒｆａｃｅＲｏｕｇｈｎｅｗ化ＴｏｒｎａｄｏＬｏａｄＮａｍｅｏｆｔｉ－ｈａｉＧｒａｄｕａｅ：Ｐｅ