大跨波浪型低层悬挑屋面风洞试验研究

通过对某文体中心大跨波浪型悬挑屋面的风洞试验研究,讨论了屋檐及大跨围廊悬挑、波浪型屋面的风荷载特性,详细分析了悬挑位置、屋面形状以及风向角等因素对风荷载的影响。试验研究表明,该建筑的流线型外形有利于结构的整体抗风,屋盖大部分区域的风荷载分布类似于平屋面,因此可按规范取值;悬挑围廊由于后部墙体的遮蔽,其上的风荷载比原先设想的要小;悬挑围廊的个别部位存在“兜风”现象,导致该区域风荷载非常大,设计时需引起注意。     

对称双塔楼建筑的风荷载分布特征

本文针对双塔楼建筑风场的相互干扰作用,通过风洞试验研究塔楼的风压分布,将风压沿截面进行积分求出沿结构柱网方向的合力,然后反算出沿柱网方向的整体体型系数,实现了把风洞试验结果换算为工程设计软件直接可用的数据。本文还讨论了风对高层建筑的扭矩作用,采用扭矩放大系数来考虑风致扭矩。针对某对称双塔结构的风压分布特征获得用于指导一般性对称双塔结构设计的风压和体型系数分布规律。     

大型冷却塔双塔干扰的风洞试验研究

采用风洞试验方法研究双塔情况下冷却塔的风致干扰问题,通过增加模型表面粗糙度的方法以补偿模型试验的雷诺数效应,应用POD方法进行风压点的插值和加密,计算单双塔的阻力系数、升力系数和底部剪力系数,并分析干扰系数随塔间距、风向角的变化规律。研究表明,单塔情况下,平均阻力系数较大,平均升力系数为零;阻力系数和升力系数的标准差数据相当。双塔情况下,阻力系数的平均值和极大值对应的干扰系数几乎相同;对于升力系数极大值的干扰系数,大部分数据大于1,最大的数据达1.75。     

模型表面粗糙度对冷却塔风荷载的影响

采用两种粗糙条数量和五种粗糙条厚度分析模型表面粗糙度对冷却塔风荷载的影响,应用本征正交分解法(POD)进行风压点的加密和重构,分析不同粗糙度下冷却塔的风压分布和总体受力,并将试验结果与规范、以往的实测和风洞试验结果进行比较.研究发现:冷却塔模型的表面越光滑,喉部附近B层测点最人负风压的绝对值越大;当模型表面粗糙条数量增...     

湍流度对覆冰导线气动力特性影响的试验研究

为研究风场湍流度对覆冰导线气动特性的影响,对D形和4种不同冰厚的新月形覆冰导线进行了风洞试验。分别在均匀流、5%和13%这3种均匀湍流场中,获得了0～180°攻角范围内单导线和6分裂导线的气动三分力系数,考察了2种不同形状覆冰时导线截面的气动力特性。同时,根据Den Hartog竖向和Nigol扭转舞动机理,讨论了覆冰导线的驰振不稳定攻角范围,为覆冰导线的舞动计算分析提供了有效参考。研究结果表明:湍流会降低新月形覆冰导线的气动稳定性,其中5%的湍流场对弛振稳定性的影响最为不利。然而对D形覆冰导线而言,湍流仅会略微改变气动力系数的幅值,不会影响其随攻角的变化规律;此外,湍流会提高D形覆冰导线的竖向弛振稳定性,而对扭转弛振稳定性几乎没有影响。     

基于天气预报模式和大涡模拟的台风风场多尺度耦合数值模拟

结合2015年第1509号超强台风“灿鸿”期间在杭州九堡大桥的现场实测数据,基于WRF(weather research and forecasting)和LES(大涡模拟)的台风多尺度耦合数值模拟方法,重现了台风“灿鸿”的中小尺度发展演化过程,并对九堡大桥周边台风风场进行多尺度精细化模拟;以多项式插值的方式解决疏网格向密网格的背景风场要素降尺度耦合问题;最后通过大涡模拟获得了九堡大桥周边地区30min瞬态台风风场数据。模拟得到的瞬态风速结果与实测数据在统计意义上较为吻合,表明WRF-LES耦合系统能实现从气象中尺度到建筑小尺度的多尺度数值模拟,有效地获取一次台风过程中目标区域的瞬态台风风场。NSRFG(narrowband synthesis random flow generator)方法生成的入口脉动风速适用于局部台风风场的LES计算,模拟所得风速功率谱与实测结果在低频段基本一致。     

雾凇覆冰和雨凇覆冰导线气动力特性试验研究

设计制作了3组不同覆冰厚度的表面光滑与表面粗糙的新月形覆冰导线刚性模型,以此来模拟导线雨凇和雾凇覆冰情况,进行了高频天平测力风洞试验,分析了光滑与粗糙覆冰导线气动力、风偏响应和舞动稳定性的关系与差异。试验结果表明：表面粗糙覆冰导线的阻力系数比表面光滑覆冰导线略大,且升力系数?攻角曲线和扭矩系数?攻角曲线不会出现尖峰;在相同覆冰厚度和覆冰形状下,雨凇形成的光滑覆冰导线气动稳定性较雾凇或混合凇形成的粗糙覆冰导线更差;在相同风速和线路条件下,粗糙覆冰导线的风偏响应较光滑覆冰导线更大,因此雾凇覆冰较雨凇对导线风偏更不利。     

双幕墙长矩形建筑风荷载特性的试验研究

以节能、生态为理念的双幕墙围护体系已逐步应用于高层办公建筑中。由于双幕墙之间存在通风廊道,因此对于双幕墙建筑有三个受风表面,即外层幕墙的内表面和外表面以及内幕墙的外表面,这使得风载取值变得复杂,目前也无规范可依。本文通过对杭州市某双幕墙办公楼的风洞试验研究,探讨了双幕墙建筑内、外层幕墙的风载取值问题;研究了门厅大跨挑篷风压分布特征,当风从侧面吹向挑篷时,挑篷上、下表面风载与普通屋盖挑篷相同,而当风从正面吹向挑篷时,挑篷上表面出现正风压,并对此现象进行了分析;文中针对该建筑物长宽比较大的特点,比较了大长宽比矩形建筑风载体型系数与规范给出的正方形建筑风载体型系数:当风沿建筑物长向流动时,采用规范给出的正方形建筑风载体型系数是可行的,当风沿建筑物进深方向流动时,其两侧及背风面的负压比正方形的大。     

大跨屋盖结构风洞试验模型的设计方法讨论

通过理论分析及风洞试验研究大跨屋盖结构风洞试验的模型设计问题。以气承刚度理论为主线阐述了内压传播方程及赫姆霍兹频率、四周封闭屋盖结构及墙面开孔屋盖结构的频移特性和气承刚度的相似性模拟准则,考虑了墙体柔度在理论分析中的关键作用。设计制作了大跨平屋盖刚性模型和气弹模型进行墙面开孔前后的风洞试验,试验结果与理论分析较为吻合。研究结果证明了气承刚度相似性模拟在大跨屋盖结构风洞试验中的基础性作用,并指出在模型设计中调整结构内部容积是模拟气承刚度最有效的措施,而保证刚度比的一致性则是试验成功的关键。     

大跨网架屋盖结构的风振系数计算

采用时程分析方法,在有限元建模的基础上,直接采用风洞试验的数据,以台州市体育中心为例,计算了大跨网架屋盖结构的竖向位移风振系数。计算表明,采用的方法准确、有效,从计算结果中得出了一些大跨屋面位移风振系数变化的规律。