建筑物繞流的PIV實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、本文工作包括以下兩部分內(nèi)容：使用粒子圖像速度儀(PIV)與高精度壓力傳感器相結(jié)合對(duì)建筑物繞流的速度場及表面壓力場進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并應(yīng)用通用軟件對(duì)該問題進(jìn)行數(shù)值模擬。 以大氣邊界層風(fēng)洞為平臺(tái)搭建了PIV測試系統(tǒng)，對(duì)風(fēng)洞中模擬產(chǎn)生研究的問題需要的大氣邊界層進(jìn)行測量，并將PIV實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空聯(lián)合平均并擬合。不斷調(diào)整風(fēng)洞中鋪設(shè)的粗糙元，得到滿足實(shí)驗(yàn)要求的大氣邊界層風(fēng)速廓線。 對(duì)定常來流與正弦型陣風(fēng)來流兩種狀態(tài)下的建筑物繞流進(jìn)行實(shí)

2、驗(yàn)研究，分為0°和180°風(fēng)向角兩種測量工況。對(duì)定常來流的實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果分別進(jìn)行時(shí)均分析和瞬態(tài)分析。時(shí)均分析的結(jié)果得到兩種測量工況下建筑物繞流時(shí)均流場及建筑物表面的時(shí)均壓力分布；瞬態(tài)分析的結(jié)果表明建筑物繞流流場中渦的脫落呈周期性發(fā)展變化，并得到兩種測量工況下渦脫落的擬周期。在時(shí)均流場中Gpi絕對(duì)值的最大值點(diǎn)及模型結(jié)構(gòu)的拐彎處的瞬態(tài)Gpi波動(dòng)較大，由于繞流建筑物后渦的脫落會(huì)對(duì)建筑物表面的壓力場產(chǎn)生影響，使壓力系數(shù)極值點(diǎn)的出現(xiàn)的周期與渦脫落的

3、擬周期大體一致。 對(duì)正弦型陣風(fēng)來流狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)建筑物距離建筑物越近的位置，速度的波動(dòng)也越劇烈，當(dāng)高度達(dá)到約2H時(shí)，流場中的點(diǎn)成比較規(guī)則的正弦變動(dòng)趨勢(shì)，且周期與來流的周期相同。隨著來流正弦型周期性變化，回流區(qū)某截面的速度以定常來流的數(shù)據(jù)為中心呈周期性變化。建筑物表面各測壓點(diǎn)壓力系數(shù)的絕對(duì)值均隨流場中速度的增大而增大。表面受壓力與吸力的分界點(diǎn)也在呈周期性前后移動(dòng)，分界點(diǎn)附近區(qū)域的壓力系數(shù)的變化比較劇烈。 使用V2F湍