板狀飛射物與風(fēng)場耦合飛行行為的數(shù)值模擬.pdf

1、近年來的城市風(fēng)災(zāi)災(zāi)害調(diào)查情況表明,在強/臺風(fēng)或龍卷風(fēng)作用下,建筑物的主體結(jié)構(gòu)較少發(fā)生破壞,破壞最多的是圍護結(jié)構(gòu),而風(fēng)致飛射物正是建筑物維護結(jié)構(gòu)遭受損害的一個主要致災(zāi)源。隨著計算機性能的迅速提高,利用計算流體動力學(xué)(CFD)技術(shù)研究風(fēng)致飛射物的飛行特性日趨成熟?，F(xiàn)有學(xué)者利用CFD技術(shù)對風(fēng)致飛射物進行的研究,主要是基于準(zhǔn)定常假定,并沒有考慮風(fēng)場與飛射物之間的耦合效應(yīng)。本文的研究將采用非定常方法實現(xiàn)飛射物飛行過程的動態(tài)模擬,在此基礎(chǔ)上分析板狀

2、飛射物各種參數(shù)的影響,主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)實現(xiàn)利用非定常方法研究風(fēng)致飛射物,首先利用CFD數(shù)值模擬技術(shù)采取非定常法研究飛射物飛行行為,將非定常法 CFD數(shù)值模擬計算得出的結(jié)果與風(fēng)洞試驗和準(zhǔn)定常法計算的結(jié)果作對比,以驗證非定常法模擬飛射物飛行特性的優(yōu)勢和可靠性,研究結(jié)果表明:非定常法研究風(fēng)致飛射物的飛行軌跡是可行的,和風(fēng)洞試驗的結(jié)果吻合的較好,考慮飛射物與風(fēng)場耦合和不考慮耦合相比,耦合情況下飛射物在水平方向上將運動更遠的

3、距離,運動的速度也更大;
　　(2)分析板狀飛射物的飛行特性及影響參數(shù),以三維板狀飛射物為數(shù)值計算模型,考慮風(fēng)場與板狀飛射物的耦合效應(yīng),重點考慮飛射物模型尺度、風(fēng)速、風(fēng)攻角等參數(shù)影響下板狀飛射物的飛行時間、最大飛行距離、最大飛行速度和飛行軌跡線,研究結(jié)果表明:“K”值(飛射物所受風(fēng)作用力和其重力的比值)的增大,將直接導(dǎo)致平板飛射物水平速度和豎向速度的增大,而平板橫風(fēng)向的尺度變化對其飛行行為沒有明顯影響,初始風(fēng)攻角對平板飛射物的運動