低矮房屋表面風雨壓力CFD數(shù)值模擬.pdf

1、我國沿海地區(qū)風災頻繁，每年風災都會造成大量的經(jīng)濟損失，其中大量土木工程結(jié)構(gòu)尤其是量大面廣的低層房屋的損傷甚至破壞是損失的重要組成部分。臺風登陸前后往往伴隨著強降雨過程，強風攜帶著暴雨共同襲擊低層房屋，形成附加作用力，導致房屋損傷甚至破壞。因此，如何較全面地掌握低層房屋在風雨共同作用下的雨量分布特性和風雨荷載效應，以便提出有效的抗風防雨措施十分必要。
　　本文以計算流體力學為理論基礎，采用數(shù)值模擬方法研究低層房屋迎風面的不同風速、不

2、同雨強下風驅(qū)雨量的變化規(guī)律及雨滴的附加作用力導致荷載增的程度。本文在總結(jié)前人的研究成果的基礎上，首先建立了以平均 Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型為基礎的湍流流動模型，進而得到風場的數(shù)值模擬模型；對雨場中的雨滴特性，包括直徑，最終下落速度，運動軌跡等，進行分析和簡化，利用離散相模型得到雨場模型。模擬風雨共同作用，對在風力的作用下，不同的直徑范圍內(nèi)的雨滴質(zhì)量占有率的變化和近壁面的水平末速度值給出了詳細的結(jié)果和分析。
　

3、　然后，本文對迎風面在不同風速和不同雨強下整體的和分區(qū)域的風驅(qū)雨量值進行了計算，給出了風對降雨的影響程度，以及風驅(qū)雨量在風速和雨強變化的情況下的分布規(guī)律的變化。通過對雨滴和結(jié)構(gòu)迎風面的碰撞分析，給出雨滴附加作用力的計算方法，模擬得到不同風速和不同雨強下的雨滴附加作用力時程，并與純風作用下的迎風面荷載比較，給出了雨滴附加作用力導致的荷載增大的程度。研究表明降雨產(chǎn)生的附加荷載對房屋具有明顯的影響，該附加荷載最高可達到純風荷載的30％左右。<