考慮近地風湍流的球面屋蓋雷諾數(shù)效應研究.pdf

1、雷諾數(shù)效應是指在不同雷諾數(shù)下鈍體繞流的流動模式發(fā)生改變，進而使鈍體表面風荷載發(fā)生變化的現(xiàn)象，是結構風工程領域的重要基礎性問題。目前關于雷諾數(shù)效應的研究仍處于理論探索階段；研究對象為均勻流場下的圓柱、柱面屋蓋，關于其它曲面屋蓋的研究較少；研究內容多關注的是結構表面平均風壓系數(shù)、風力系數(shù)等氣動參數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律，針對脈動風壓場及旋渦作用的研究較少，而湍流場下的雷諾數(shù)效應更鮮有研究。本文以1/4矢跨比球面屋蓋為研究對象，在均勻流場和湍流場

2、下開展了系列變雷諾數(shù)測壓試驗，側重研究在湍流場下球殼雷諾數(shù)效應的表現(xiàn)，主要內容包括：
　　（1）開展了均勻流及大氣邊界層湍流下1/4矢跨比球面屋蓋的變雷諾數(shù)風洞測壓試驗。為拓展風洞試驗中雷諾數(shù)區(qū)間的范圍（均勻流場雷諾數(shù)區(qū)間為8.48×104~2.06×106，湍流場雷諾數(shù)區(qū)間為9.66×104~1.38×106），采用三種不同尺度模型進行試驗，并通過與文獻結果進行對比驗證數(shù)據(jù)的合理性。
　?。?）總結整理了雷諾數(shù)效應研究中兩

3、個關鍵問題的研究方法，即雷諾數(shù)轉捩區(qū)間的確定及基于分解技術（本征正交分解POD、譜正交分解SPT）研究旋渦的作用。
　?。?）基于風壓分布、風力系數(shù)、壓力梯度等氣動參數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律確定雷諾數(shù)轉捩區(qū)間，均勻流場轉捩區(qū)上限為2.48×105，邊界層湍流場為2.07×105。通過對比均勻流場及湍流場下的結果探討流場湍流對雷諾數(shù)效應的影響。
　?。?）通過頻譜分析，考察不同雷諾數(shù)、不同流場條件下，風壓譜與風力譜的變化規(guī)律，重點