风雨作用效应论文-冯旭

风雨作用效应论文-冯旭

导读:本文包含了风雨作用效应论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:低矮建筑,风驱雨效应,CFD数值模拟,欧拉-拉格朗日方法

风雨作用效应论文文献综述

冯旭[1](2015)在《基于CFD方法的低矮建筑风雨作用效应数值模拟研究》一文中研究指出我国东南沿海地区台风活动频繁,多数情况下台风登陆时,通常是伴随着雷雨大风强对流天气,雨滴在台风灾害发生时在风力、重力与空气浮力的共同作用下,一般以较大末速度成斜向撞击低矮建筑迎风面产生较大撞击荷载,同时降雨过程中雨水冲刷堆积造成低矮建筑迎风面潮湿,影响低矮建筑结构的安全性、耐久性与适用性要求,使得考虑风雨联合作用低矮建筑荷载效应研究迫在眉睫。首先基于二维空间中雨滴运动方程,考虑不同雨滴直径、风速和雨强工况,进行了单雨滴撞击荷载和雨滴撞击平均荷载理论推导,得到了风雨联合作用中雨滴撞击荷载。其次,采用CFD(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法中传统地处理多相流问题的欧拉-拉格朗日多相流方法中的DPM(Discrete Phase Model,DPM)离散相模型研究在不同风速、不同雨强、不同风向角等工况下典型形状低矮房屋风驱雨量分布规律,并试提出一种新型模拟自然降雨规律的DPM模型插入雨滴模型方法,该方法在利用DPM模型插入符合自然降雨规律雨滴模型时较现有雨滴模型插入方法插入范围减小,可以有效的提高计算效率。研究结果表明:随着风速、雨强的增大,低矮房屋迎风墙面上风驱雨量(WDR)大致呈比例增加,低矮房屋迎风墙面山墙处来流分离处风驱雨量最大,在进行低矮房屋建造时应着重加强防护措施;迎风墙面墙角处风驱雨量最小,整个低矮房屋迎风墙面上两侧墙面风驱雨量大致相等且均比墙面中间大;而随着风向角增大,低矮房屋迎风墙面上风驱雨量以较为明显幅度减小,符合现阶段已有研究成果,证明本文中利用DPM模型模拟自然界降雨过程所设置方法的可行性和可靠性。最后,为得到风雨联合作用下大跨度悬挑结构表面压力分布规律,为了克服欧拉-拉格朗日多相流方法只能得到物理层面相对值的缺点,提出欧拉-欧拉多相流法研究风雨联合作用下典型前缘直线大跨度悬挑屋盖结构的表面平均压力分布规律。对典型大跨度悬挑结构在不同风速、不同雨强、不同风向角、不同屋盖倾角和看台倾角等工况下,风雨联合作用的荷载效应进行了深入研究。研究结果表明:随风速增大,大跨度悬挑屋盖结构上表面平均压力系数呈现出随之增大规律,但增幅趋于平缓;随雨强增大,大跨度悬挑屋盖上表面平均压力系数随之呈现增大趋势,增幅和平均压力系数分布规律没有明显规律;当风速和雨强固定时,0~?和180~?风向角为最不利风向角工况,研究最不利风向角工况下不同屋盖倾角和不同看台倾角对大跨度悬挑屋盖结构上表面平均压力系数大小和分布规律得出随着上述两种影响因素增大,大跨度悬挑屋盖上表面平均压力系数随之增大趋势,在进行此类大跨度悬挑屋盖设计施工时应适当减小屋盖倾角和看台倾角。研究结果表明:大跨度悬挑屋盖上表面最大负极限体型系数为-2.91,研究成果为此类典型前缘直线大跨度悬挑屋盖结构的抗风雨设计、荷载验算等给出了有益的参考和建议。(本文来源于《辽宁工程技术大学》期刊2015-11-25)

于淼[2](2013)在《低矮建筑风雨作用效应的数值与实测研究》一文中研究指出我国地处于太平洋西岸,拥有绵延漫长的海岸线,而且季风盛行。历年来东南沿海地区频遭台风灾害的侵袭。台风的到来往往伴随着暴风雨,风雨共同作用是沿海地区低矮建筑遭到破坏的重要原因,对建筑物的安全造成了很大的威胁。目前国内外对于雨荷载的研究还比较少,因此探究风雨对低矮房屋的作用效应意义重大,也可为东南沿海地区的房屋抗风提供设计依据。本文首先采用基于计算流体力学的数值模拟方法对叁维低矮房屋的风驱雨作用进行了研究。研究中,先对不同风速条件下的风场进行模拟,得到低矮房屋迎风面的风荷载分布情况;再通过Fluent中的离散相模型(DPM)随机插入雨滴,得到风场中每个雨滴的运动轨迹,获得降落到迎风面的所有雨滴位置、速度及质量流信息。后处理分析时,对迎风面进行分区,统计各分区内的风荷载、风驱雨量(LIF值)及雨荷载在建筑迎风面上的分布规律。在叁维风驱雨数值模拟的基础上,进一步研究了不同风向角对低矮建筑风驱雨作用效应的影响,考虑了叁种风向角:30°、45°和60°的情况,并对200mm/h的降雨强度下的工况进行了重点分析。统计各个风向角情况下建筑迎风面上风驱雨量、雨荷载在水平方向和竖直方向的分布规律。最后对一幢典型房屋的风驱雨作用开展了现场实测。介绍了实验主要仪器、实验方案、实验步骤及实测具体过程等,将实测分析的结果与数值模拟结果进行了对比分析。数值与实测研究表明,仅在强风(风速10m/s以上)和暴雨(降雨量100mm/h以上)同步出现的极端暴风雨天气条件下,雨荷载才比较显着;对于10m/s~30m/s风速区间和100mm/h~200mm/h降雨强度的情况,附加雨荷载的上限可达到纯风荷载的15%-25%。(本文来源于《浙江大学》期刊2013-02-01)

吴小平[3](2008)在《低层房屋风雨作用效应的数值研究》一文中研究指出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着的影响,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着差异。最后,对叁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。(本文来源于《浙江大学》期刊2008-05-01)

风雨作用效应论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

我国地处于太平洋西岸,拥有绵延漫长的海岸线,而且季风盛行。历年来东南沿海地区频遭台风灾害的侵袭。台风的到来往往伴随着暴风雨,风雨共同作用是沿海地区低矮建筑遭到破坏的重要原因,对建筑物的安全造成了很大的威胁。目前国内外对于雨荷载的研究还比较少,因此探究风雨对低矮房屋的作用效应意义重大,也可为东南沿海地区的房屋抗风提供设计依据。本文首先采用基于计算流体力学的数值模拟方法对叁维低矮房屋的风驱雨作用进行了研究。研究中,先对不同风速条件下的风场进行模拟,得到低矮房屋迎风面的风荷载分布情况;再通过Fluent中的离散相模型(DPM)随机插入雨滴,得到风场中每个雨滴的运动轨迹,获得降落到迎风面的所有雨滴位置、速度及质量流信息。后处理分析时,对迎风面进行分区,统计各分区内的风荷载、风驱雨量(LIF值)及雨荷载在建筑迎风面上的分布规律。在叁维风驱雨数值模拟的基础上,进一步研究了不同风向角对低矮建筑风驱雨作用效应的影响,考虑了叁种风向角:30°、45°和60°的情况,并对200mm/h的降雨强度下的工况进行了重点分析。统计各个风向角情况下建筑迎风面上风驱雨量、雨荷载在水平方向和竖直方向的分布规律。最后对一幢典型房屋的风驱雨作用开展了现场实测。介绍了实验主要仪器、实验方案、实验步骤及实测具体过程等,将实测分析的结果与数值模拟结果进行了对比分析。数值与实测研究表明,仅在强风(风速10m/s以上)和暴雨(降雨量100mm/h以上)同步出现的极端暴风雨天气条件下,雨荷载才比较显着;对于10m/s~30m/s风速区间和100mm/h~200mm/h降雨强度的情况,附加雨荷载的上限可达到纯风荷载的15%-25%。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

风雨作用效应论文参考文献

[1].冯旭.基于CFD方法的低矮建筑风雨作用效应数值模拟研究[D].辽宁工程技术大学.2015

[2].于淼.低矮建筑风雨作用效应的数值与实测研究[D].浙江大学.2013

[3].吴小平.低层房屋风雨作用效应的数值研究[D].浙江大学.2008

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风雨作用效应论文-冯旭
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