風(fēng)致建筑物表面摩擦力數(shù)值模擬研究.pdf

1、由于流體粘性的影響，當(dāng)風(fēng)平行流過(guò)建筑物表面時(shí)，會(huì)在建筑物表面產(chǎn)生摩擦力。對(duì)于大跨屋面，平行于風(fēng)向的表面積越大，摩擦力也相應(yīng)增大，在一定的情況下需要考慮其作用。在歐盟規(guī)范中，有關(guān)于風(fēng)致建筑物表面摩擦力的描述，但是在表面摩擦力系數(shù)的規(guī)定中，只是給出了三類不同表面粗糙度對(duì)應(yīng)的值，沒(méi)有更多的介紹。在我國(guó)風(fēng)荷載規(guī)范中，只有風(fēng)壓的相關(guān)規(guī)定，目前還沒(méi)有涵蓋風(fēng)致建筑物表面摩擦力這一內(nèi)容。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中忽略了表面摩擦力的影響，在某些極端的條件下可能產(chǎn)

2、生不利后果。由于大跨屋面結(jié)構(gòu)常常處于湍流強(qiáng)度高的低矮大氣邊界層中，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外大跨屋面遭受風(fēng)災(zāi)破壞的情況時(shí)有發(fā)生。對(duì)大跨屋面中屋頂表面摩擦力系數(shù)的進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。本文對(duì)大跨屋面的表面摩擦力系數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬，了解表面摩擦力系數(shù)的分布情況，為結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供參考。
　　為了能夠合理的模擬屋面的摩擦力系數(shù)分布情況，首先對(duì)邊界層理論以及表面摩擦力系數(shù)的模擬方法作了概況。以Murakami(1990)風(fēng)洞

3、試驗(yàn)作為參考，使用two-layermodel湍流模型和標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型對(duì)立方體建筑物周圍的流體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬并考察數(shù)值風(fēng)洞方法中計(jì)算域、網(wǎng)格劃分、邊界條件等其他參數(shù)。然后探討兩個(gè)湍流模型對(duì)于數(shù)值模擬方法的適用性，尤其是對(duì)近壁區(qū)的流動(dòng)模擬的準(zhǔn)確性。
　　本文結(jié)合ANSYS-FLUENT13.0軟件，使用two-layer model對(duì)大跨屋面表面的摩擦力系數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬。并且結(jié)合特定的屋面形狀，對(duì)屋面的摩擦力系數(shù)進(jìn)行研究和探討。針對(duì)簡(jiǎn)