大氣邊界層與下?lián)舯┝鞯娘L場數(shù)值模擬.pdf

1、隨著結(jié)構(gòu)抗風研究的不斷深入，如何準確地模擬出符合真實風場特性的大氣邊界層就成為了研究的關(guān)鍵性問題。為了研究大氣邊界層脈動風場的數(shù)值模擬方法，本文借助CFD軟件，通過在全尺寸風場模型中布置粗糙元、擾流桿和格柵等構(gòu)造措施，生成了理想的隨機脈動風。對影響數(shù)值模擬結(jié)果的粗糙元高度、擾流桿間距及格柵布置情況等主要參數(shù)進行了分析，確定了其影響規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上對中國建筑規(guī)范中的四類地貌風場進行了數(shù)值模擬。此外，下?lián)舯┝髯鳛槌Ｒ婏L災害的一種，但其對建

2、筑結(jié)構(gòu)的影響在中國建筑規(guī)范中尚未予以給出，本文通過CFD軟件成功模擬出靜止型與移動型下?lián)舯┝黠L場，得到以下結(jié)論:
　　一、大氣邊界層脈動風場
　　(1)粗糙元會顯著增大近地面附近的湍流強度，且其增大作用與影響范圍隨著粗糙元高度的增大而增大;
　　(2)擾流桿對流場上部湍流強度增大作用明顯，且其增大效果隨著擾流桿的密度增大而增大;
　　(3)通過布置展向格柵可以輔助增大粗糙元與擾流桿影響范圍中間交界部分的湍流擾動;

3、
　　(4)通過布置粗糙元、擾流桿與展向格柵的方法可以實現(xiàn)了對邊界層風場湍流強度的改變，證明了生成大氣邊界層風場脈動入口數(shù)值方法的可行性，得到的時程數(shù)據(jù)為后續(xù)的結(jié)構(gòu)繞流提供了有價值的來流生成方法。
　　二、下?lián)舯┝黠L場
　　(1)壁面射流模型可以很好地反映下?lián)舯┝黠L場基本特性，所得到的數(shù)值模擬結(jié)果與經(jīng)驗剖面有著較好的吻合度;
　　(2)在下?lián)舯┝黠L場中，徑向風剖面中的水平風速會在距風暴中心徑向距離為1Djet處達