Venlo型溫室不同頂窗風(fēng)荷載數(shù)值模擬研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、溫室是通過人工設(shè)施對(duì)作物周圍環(huán)境因素進(jìn)行控制,以獲得最佳生長(zhǎng)條件和延長(zhǎng)生產(chǎn)期,從而達(dá)到提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量的目的。我國(guó)是世界上最大的設(shè)施栽培國(guó)家,2013年中央一號(hào)文件連續(xù)第十年聚焦“三農(nóng)”,強(qiáng)調(diào)加大新一輪“菜籃子”工程實(shí)施力度,強(qiáng)化農(nóng)業(yè)物質(zhì)技術(shù)裝備,這將進(jìn)一步有力促進(jìn)溫室、設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展。
  溫室屬于低層建筑,其結(jié)構(gòu)形式獨(dú)特,在滿足安全性、穩(wěn)定性和耐久性的同時(shí),還要求滿足總體完整性和經(jīng)濟(jì)性。良好的結(jié)構(gòu)形式可直接改善溫室性能,

2、提高其生產(chǎn)率和能源利用率,保障安全穩(wěn)定生產(chǎn)。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要集中對(duì)溫室內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行研究,在溫室結(jié)構(gòu)安全可靠性方面研究較少,并且我國(guó)地域廣闊且地形地貌情況復(fù)雜,專門針對(duì)我國(guó)國(guó)情的溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范出臺(tái)較少,使得我國(guó)溫室大部分存在安全隱患,嚴(yán)重影響溫室生產(chǎn)效益和發(fā)展。風(fēng)荷載是對(duì)溫室結(jié)構(gòu)影響最大、存在最普遍的可變荷載,溫室處于大氣邊界層中,其周圍存在較為復(fù)雜的風(fēng)場(chǎng),全面掌握溫室表面風(fēng)壓力分布規(guī)律是溫室抗風(fēng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的依據(jù)。
  本文

3、首先介紹了國(guó)內(nèi)外溫室現(xiàn)狀,總結(jié)了溫室結(jié)構(gòu)特別是風(fēng)荷載特性方面的研究進(jìn)展,對(duì)CFD理論及數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述;為了研究Venlo型連棟溫室不同開窗形式對(duì)風(fēng)壓系數(shù)的影響,選擇ANSYS有限元分析軟件,構(gòu)造全尺寸Venlo型連棟玻璃溫室,選取Realizable(k)-ε湍流模型,進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算;詳細(xì)分析溫室不同頂窗形式(屋脊通長(zhǎng)開窗、屋面交錯(cuò)開窗、屋面全開啟式)其表面風(fēng)荷載分布情況,了解開啟情況(閉合、半開和全開)和風(fēng)向角(0°、4

4、5°和90°)等因素對(duì)風(fēng)壓分布的影響,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析歸納,為溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)荷載體型系數(shù)選擇提供參考。研究結(jié)果表明:
  (1)風(fēng)作用到溫室后,溫室周圍存在著分離、回流、漩渦、再附等一系列氣體流動(dòng)現(xiàn)象,數(shù)值模擬能較好的反映溫室表面風(fēng)壓分布和周圍流場(chǎng)狀況。隨著計(jì)算機(jī)硬件提升和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)理論完善,將會(huì)更加凸顯CFD低成本、效率高、模擬真實(shí)條件能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),使其越來越廣泛地運(yùn)用到建筑表面風(fēng)荷載研究中。
  (2

5、)對(duì)Venlo型連棟溫室三類不同頂窗形式如屋脊通長(zhǎng)開窗、屋面交錯(cuò)開窗及屋面全開式的風(fēng)荷載特性進(jìn)行研究,數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果表明:溫室頂窗形式不同,其風(fēng)壓系數(shù)值大小不一;高風(fēng)壓系數(shù)和高風(fēng)壓梯度一般出現(xiàn)在溫室的屋脊、外墻頂邊和轉(zhuǎn)角等拐角邊緣區(qū)域。
  (3) Venlo型連棟溫室不同頂窗形式具有不同特點(diǎn),不同布置方向其通風(fēng)效果也不相同,在進(jìn)行頂窗選型和確定布置方向時(shí),應(yīng)綜合考慮其風(fēng)荷載體型系數(shù)、通風(fēng)效果、經(jīng)濟(jì)性,以實(shí)現(xiàn)溫室其安全性、經(jīng)濟(jì)性

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