山地地形下低矮坡屋面風(fēng)荷載數(shù)值模擬研究.pdf

1、低矮坡屋面作為常見的建筑形式其應(yīng)用十分廣泛,普遍使用于普通民房、商業(yè)用房和工業(yè)用房等,并且分布范圍較廣,從東南沿海到西南內(nèi)陸都有其應(yīng)用。該結(jié)構(gòu)形式的屋面結(jié)構(gòu)容易受到風(fēng)災(zāi)破壞,尤其是在山地地形的負(fù)面作用下。坡屋面結(jié)構(gòu)屬于鈍體工程,鈍體風(fēng)工程是結(jié)構(gòu)風(fēng)工程研究熱點(diǎn),所以研究坡屋面形式結(jié)構(gòu)同時(shí)可以為其它鈍體結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬提供參考。本文使用 CFD開源平臺(tái)OpenFOAM對(duì)坡屋面在平坦地面和山地地形下的風(fēng)荷載變化進(jìn)行研究,探究地面粗糙度、湍流強(qiáng)度

2、和山體坡度等一系列因素對(duì)坡屋面風(fēng)荷載的影響,為工程設(shè)計(jì)提供參考。
　　首先介紹了結(jié)構(gòu)風(fēng)工程方面的一些基礎(chǔ)理論知識(shí)以及數(shù)值計(jì)算(CFD)的過程。對(duì)本文中使用的雷諾時(shí)均方法的幾個(gè)典型湍流模型進(jìn)行詳細(xì)說明,最后總結(jié)現(xiàn)在壁面附近流體計(jì)算需要進(jìn)行改進(jìn)的問題,說明了v2f模型的特點(diǎn)。
　　然后編譯和研究使用OpenFOAM平臺(tái),與Fluent等商用軟件不同,它是開源的,應(yīng)用和開發(fā)相對(duì)靈活。探索OpenFOAM平臺(tái)在結(jié)構(gòu)風(fēng)工程的應(yīng)用,通過

3、在該平臺(tái)中對(duì)經(jīng)過非線性修正的低雷諾數(shù)湍流模型v2f湍流模型進(jìn)行數(shù)值驗(yàn)證,說明v2f模型有較高的計(jì)算精度,能為工程設(shè)計(jì)提供參考。
　　再對(duì)平坦地面上的雙坡屋面進(jìn)行數(shù)值分析,分析不同粗糙度和坡度變化對(duì)體型系數(shù)的影響并與荷載規(guī)范進(jìn)行對(duì)比,根據(jù)計(jì)算結(jié)果提出計(jì)算公式,并對(duì)屋面上壓力分布進(jìn)行詳細(xì)分析;對(duì)湍流強(qiáng)度對(duì)坡屋面體型系數(shù)影響進(jìn)行研究;最后對(duì)兩棟相同坡屋面的相對(duì)位置對(duì)屋面體型系數(shù)的影響進(jìn)行計(jì)算,給出前后坡屋面干擾系數(shù)分布圖。
　　最