圓拱型溫室群風(fēng)壓數(shù)值模擬.pdf

1、溫室，又稱暖房，是我國(guó)主要農(nóng)業(yè)設(shè)施之一。溫室群是近些年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)設(shè)施園區(qū)中最為常見的規(guī)劃布局形式。相對(duì)于多排連棟的溫室，單棟溫室的抗風(fēng)性能較差，在經(jīng)過(guò)風(fēng)荷載作用后出現(xiàn)失穩(wěn)、倒塌的情況已經(jīng)屢見不鮮。目前在溫室表面風(fēng)荷載研究方法上主要分為四種，即現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、風(fēng)洞試驗(yàn)、計(jì)算風(fēng)工程和理論分析方法。其中風(fēng)洞試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)對(duì)成本要求高、耗時(shí)長(zhǎng)且不能在短時(shí)間內(nèi)做出較為可靠的多方案數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行對(duì)比。
　　計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)兼固了實(shí)踐、理論的雙重

2、特點(diǎn)，也是在全世界范圍內(nèi)針對(duì)復(fù)雜流體流動(dòng)問(wèn)題最有效的計(jì)算技術(shù)之一。利用CFD軟件平臺(tái)對(duì)溫室群風(fēng)荷載、風(fēng)壓分布情況以及處于邊界層中的溫室周圍復(fù)雜風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行全面的計(jì)算分析，從中提取出溫室各個(gè)表面的風(fēng)壓系數(shù)，掌握溫室表面風(fēng)荷載的特征，為溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和方案優(yōu)化提出理論依據(jù)。
　　本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外在溫室結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載特性領(lǐng)域上的研究進(jìn)展，介紹了CFD技術(shù)在實(shí)際風(fēng)工程中的計(jì)算原理、應(yīng)用方法和主要計(jì)算參數(shù)的選取原則;為獲取圓拱型溫室群在不同風(fēng)向角下和

3、不同排列分布中的各個(gè)單體風(fēng)壓系數(shù)和它們之間的相互影響，本文選擇“Realizable k-ε”湍流模型對(duì)溫室群建筑進(jìn)行表面風(fēng)壓數(shù)值模擬;通過(guò)一排一組、雙排四組、雙排六組、三排九組等四種溫室排列方式，在風(fēng)向角為0°、45°和90°三個(gè)來(lái)流方向進(jìn)行研究分析，了解了溫室外表面風(fēng)壓分布情況，并對(duì)各工況下的計(jì)算數(shù)據(jù)做了對(duì)比歸納，為圓拱型溫室抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供了參考和建議。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容及相關(guān)結(jié)論如下:
　　1、溫室群處在大氣邊界層內(nèi)

4、部時(shí)，流場(chǎng)流動(dòng)情況會(huì)變得非常復(fù)雜，并且進(jìn)口方向的來(lái)流在作用到溫室表面后，會(huì)產(chǎn)生回流、離散、分流、漩渦等多種流動(dòng)效應(yīng)。CFD數(shù)值模擬方法會(huì)隨計(jì)算機(jī)硬件的提升和高效的工作性更加顯現(xiàn)出它的經(jīng)濟(jì)性、真實(shí)還原能力高、數(shù)據(jù)可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，所以本文選擇了數(shù)值模擬技術(shù)作為研究方法。
　　2、圓拱型溫室群的表面風(fēng)壓在12種工況的模擬分析中表現(xiàn)出如下特征:0°風(fēng)向角和90°風(fēng)向角下圓拱型屋蓋和側(cè)墻尾部會(huì)出現(xiàn)較大的負(fù)壓值，受吸力影響較明顯;風(fēng)向角為45