关键词： 冷却塔   干扰效应   数值模拟   计算风工程   计算流体力学(CFD)  

摘要： 大型风筒式冷却塔是一种双曲线型的钢筋混凝土薄壁结构,通常在电厂中用作水冷却设备。由于冷却塔体型庞大,形状复杂,壁厚很薄,风荷载成为其主要的控制荷载。全面掌握这类结构的风压分布规律以及研究双塔三塔之间的相互气流干扰,以便提出有效的抗风措施是非常必要的。 本文采用数值模拟方法探讨冷却塔单体内外表面风压及自循环内压的分布特性,双塔三塔之间的相互气流干扰效应和不同粗糙条件下的冷却塔圆形截面的绕流特性。首先分析了以平均Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型为基础的湍流流动基本方程及数值离散与求解方法,然后对单个冷却塔模型进行实例计算,将计算结果与规范结果作比较,以验证数值模拟的正确性和有效性;在此基础上通过对固定塔间距下的不同风向角下冷却塔平均风压的计算,分析双塔和三塔之间的干扰作用,最后研究不同粗糙度对圆形截面绕流特性的影响和自循环内压的分布形态;通过对塔间距、不同风向角的阻力系数和平均风压的分析,发现双塔固定塔间距下,风向角为0°时最不利;双塔左右排列塔间距小于1.5时,狭道效应极其显著,应给予高度重视;双塔前后排列时,随着塔间距的增加前塔对后塔的阻挡效应分为三个阶段,当塔间距大于5.0后阻挡效应趋于消失;通过对改变粗糙条数,粗糙条宽度和长度,研究对圆形截面绕流特性的影响;通过建立冷却塔多相流自循环模型计算后,发现自循环内压相对于外风场引起的内压而言是可以忽略的;以上研究对建立合理的工程实用方法以及编制相关规范等均具一定的参考意义。

关键词： 计算风工程   数值模拟   风沙两相流   表面风压   FLUENT  

摘要： 我国是沙尘天气频发地区,据粗略统计,我国每年因风沙危害造成的直接经济损失高达540亿元人民币。近年来,人们越来越意识到风沙研究的重要性。20世纪80年代,有研究者开始对风沙运动过程进行数值模拟,目前已提出了形式各异的模型。对于超高,大跨和轻质建筑物,结构对风作用的敏感性大大增强,致使风荷载成为此类建筑控制设计的主要荷载之一。目前,土木工程领域利用CFD方法研究风沙共同作用下建筑物表面的风荷载还非常少见。本文正是基于商业CFD软件FLUENT,对风沙共同作用下建筑物周围风场作了数值模拟。 在建筑物静风荷载的模拟研究中,首先确定了湍流模拟方法——剪切应力模型(SST)。然后分别对两种典型模型:AIJ模型和CAARC模型的数值模拟结果与风洞试验结果进行了对比分析,得出数值模拟结果与风洞试验结果有很好的一致性,证明了利用CFD方法模拟建筑物表面风压的准确性。 在建筑物风沙荷载的模拟研究中,首先,根据我国建国四十多年来的风沙天气统计报告,选用北京地区和甘肃地区发生的最大沙尘暴统计结果,确定了大气气溶胶的质量浓度极大值,沙粒的折算粒径,沙粒密度等。其次,在静风荷载结果的基础上加入第二相(颗粒相),假设沙粒浓度均匀分布,沙粒相与气体相没有相对滑移,且沙粒相与气体相单向耦合,即沙粒相对气体相无作用。最后,根据模拟结果进行对比分析:根据沙粒浓度不同,风速不同,对AIJ模型和CAARC模型的表面风压以及沙粒沉积进行了研究,验证了CFD在模拟两相流方面的可行性。

关键词： 低层房屋   风雨作用效应   离散相模型   雨荷载   房屋群体   数值模拟   计算风工程   计算流体力学(CFD)  

摘要： 我国沿海地区台风活动频繁,台风经常造成大量建筑物尤其是量大面广的低层房屋的损伤甚至破坏。台风登陆前后往往伴随着强降雨过程,强风携带着暴雨共同袭击低层房屋,往往是造成房屋围护结构破坏的主要原因。因此,如何较全面地掌握低层房屋在风雨共同作用下的风雨荷载效应和雨量分布特性,以便提出有效的抗风防雨措施十分必要。 本文采用数值模拟方法探讨低层房屋迎风墙面的风雨荷载效应随不同风速、不同降雨量及不同屋面构造形式的变化趋势及分布规律。本文在总结前人主要研究成果的基础上,首先建立了以平均Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型为基础的湍流流动基本方程及数值计算方法,并引入降雨计算模型和离散相模型,建立了雨滴轨迹和速度变化的求解方法。在此基础上通过对双坡屋面低层房屋在不同风速、不同风向角以及不同降雨量下的风压系数、雨压系数及墙面雨量分布进行研究,获得了不同屋面构造形式(无挑檐、平屋面)的低层房屋迎风墙面的风雨荷载变化以及风驱雨量的分布规律,研究表明降雨产生的附加荷载对房屋具有较显著的影响,该附加荷载可达到纯风荷载的30%以上。 接下来,对两栋几何外形相同的双坡屋面低层房屋在不同风速、不同降雨量、不同排列形式和不同间距下的风驱雨量分布进行了较详尽的数值模拟分析,得到了迎风面各分区的局部强度因子和风驱雨量以及干扰因子的变化规律,并与单体建筑的计算结果进行了比较。结果表明风驱雨量的分布规律随着间距的变化而与单体建筑的规律有显著差异。最后,对三幢双坡屋面低层房屋组成的建筑群的风雨作用效应进行了数值模拟,获得了群体效应下低层双坡屋面房屋迎风面风驱雨量的分布规律和特征;与单体相比,群体效应的风驱雨量分布规律比较复杂。本文的研究可以为单体与群体低层房屋的抗风雨设计提供参考。

关键词： 桥梁   风致振动   抗风措施  

摘要： 介绍了近地边界层风特性,对桥梁结构风致振动的机理进行了探讨,并对大跨桥梁风致振动控制的研究现状进行了总结,以保证桥梁的安全工作。

关键词： 斜拉桥   拉索   阻尼器   频率  

摘要： 在综合分析和总结国内外多座斜拉桥的拉索抗风雨振措施的基础上,分析和研究了重庆江津观音岩长江大桥的拉索抗风雨振措施,为大桥的抗风雨振措施设计提供参考。

关键词： 数值模拟   现场实测   入口边界条件   风剖面  

摘要： 通过近几年进行建筑计算风工程的实践与体会,并参考国内外的一些文献,本文给出了合理选取建筑数值风洞大小、最好采用SSTk-ω或BSL雷诺应力湍流物理模型及在建筑模型中的不同区域应按不同的网格尺度要求划分网格的建议;在CFX5软件平台中,对复杂的建筑体型,可选用非结构化网格和四面体单元,对流项的插值格式宜采用接近二阶的混合格式。还选取一立方体建筑模型,通过数值模拟、现场实测和风洞实验结果的比较对建议进行了验证。最后通过未受扰动数值风洞中入口边界条件的保持,给出了适用于我国建筑工程中A、B、C、D四类地面粗糙度类别的入口湍流边界条件,可参考采用。

关键词： 梨树   栽培   技术   抗风   限制因子   东南沿海   产量损失   经济效益  

摘要： 梨是浙江的三大水果之一。风害是梨树栽培中最主要限制因子，浙江地处东南沿海，每年都遭受不同程度的台风为害，如2004年的云娜、2005年的海棠、麦沙和泰利不仅使受灾梨园落果在40％以上，还使梨叶掉落，梨树拔倒，导致提前落叶，秋后开花严重，影响第二年产量。除台风外，如2006年6月10日的瞬时大风（约10级），也造成过风梨园30％的产量损失，所以采用抗风栽培，减少风灾是提高梨园经济效益的重要技术措施。

关键词： 橡胶树   海南农垦   栽培   减灾   橡胶产业   台风   统计   损失  

摘要： 2005年9月，台风“达维”肆虐海南，据初步统计，海南农垦橡胶产业损失23．78亿元，橡胶树报废938万株，开割树3级以上风害树2506万株，未开割树3级以上风害树488万株，受害率分别达41．0％和25．4％，当年减产约5万吨。此外，海南民营胶园也受灾相当严重。这是白海南大规模植胶以来最严重的一次风害，它再次提醒人们对橡胶树风害防范应高度关注。

关键词： 门式刚架   设计方法   抗风柱   受力特点   风荷载作用   构造措施   刚架梁   基础  

摘要： 抗风柱是门式刚架中支撑山墙的墙板抵抗水平风荷载作用的主要构件。抗风柱的上端与刚架梁相连，下端设置单独的基础。抗风柱的设计方法和构造措施不但影响到抗风柱本身的受力特点，而且影响到与之相连的刚架和基础的设计与受力。