风阻效应对建筑立面风驱雨影响特性研究

文章基于欧拉多相流(Eulerian multiphase,EM)模型,采用Fluent软件中的用户自定义函数(user-defined function,UDF)建立风驱雨(wind-driven rain,WDR)控制方程,模拟降雨时不同尺度建筑的稳态WDR场,分析风阻效应对建筑迎风立面WDR分布的影响特性。研究表明:风阻效应对建筑WDR雨强有削减作用;随建筑尺度的增大,风阻效应对建筑WDR雨强的削减影响增强,且降雨强度越大,该影响随建筑尺度的变化趋势越显著。     

建筑开洞对风驱雨影响特性的数值研究

文章研究建筑风驱雨(wind-driven rain, WDR)对建筑内部的破坏,基于欧拉-欧拉多相流模型,考虑具有恒定开孔率下的不同形状开口,即正方口、竖直口和水平口,通过模拟不同风速和雨强下的WDR场,分析开洞建筑WDR分布特性及洞口形式对WDR分布的影响规律。结果表明,洞口形式和风速的变化对开洞建筑迎风立面和室内地面抓取率影响显著,只有当雨强增大到一定程度时,开洞建筑迎风立面和室内地面抓取率才有显著变化。     

气动干扰对建筑立面风驱雨强影响的数值研究

文章基于欧拉多相流模型,对高低层建筑组合布局的风驱雨(wind-driven rain,WDR)场进行模拟,考虑风向、风速及降雨强度的变化,重点分析受扰高层建筑迎风面WDR抓取率分布及变化特点,获取低层建筑对受扰高层建筑迎风面WDR的气动干扰影响规律。结果表明,受扰后的高层建筑迎风面WDR抓取率分布与单体建筑存在显著差异,0°风向下气动干扰影响最大,受扰高层建筑迎风面下部区域及两侧WDR雨强增大较为明显;斜风向下迎风面下部区域远风侧WDR雨强大于近风侧,与单体布局分布趋势相反。所得结论对于WDR理论研究及工程设计具有一定指导意义。     

流线型部位风阻制动板对高速列车气动特性的影响分析

针对高速列车运行速度提升导致制动动能骤增、紧急制动距离延长的问题,采用基于Realizable k-ε湍流模型的雷诺时均法(RANS)研究高速列车流线型部位增设风阻制动板对列车周围空气流动特性及气动载荷的影响。研究结果表明：风阻制动板能够显著改变高速列车周围流场,在制动板上游造成明显气流冲击并在其下游诱发强剪切分离流动,大幅度增加高速列车整车压差阻力。相比于等截面车身位置布置风阻制动板,在列车流线型部位布置风阻制动板能够有效减弱风阻制动板间的干涉效应。对于风阻制动板而言,处于气流直接冲击区域和存在高度梯度分布特性的风阻制动板受力相对较大,受板间干涉作用影响较大的风阻制动板受力相对较小。相比于原始无风阻制动高速列车,本文提出的风阻制动装置最高可将三车编组高速列车气动阻力提升约517%。     

峡谷地形平均风速特性与加速效应

采用计算流体力学(CFD)方法建立多个数值模型,通过与风洞试验的对比分析验证了数值模拟结果的可靠性,较系统地研究并详细分析了峡谷长度、山顶间距、山脉坡度3种地貌因素对平均风加速效应的影响.结果表明:山脉顶部加速效应主要受山脉坡度的影响,在近地面内坡度越大加速效应越明显;峡谷内部加速效应受多种地貌因素影响且变化趋势较为复杂,必须考虑峡谷侧坡边界层的影响和流动的三维效应,当峡谷长度越短、山顶间距越小、山脉坡度越大时,迎风谷口处在近地面内的加速效应越明显.最后计算出典型峡谷的风压地形修正系数,并与我国建筑结构荷载规范进行对比.     

群体高层建筑的平均风压分布特征

在风洞中采用同步测压技术研究了超高层建筑在受到周边建筑干扰后的风压变化,分析了不同宽度比Br和高度比Hr的两个高层建筑在不同相对布置下的相互干扰对风压的影响.结果显示:当施扰建筑位于横风向间距为2倍的受扰建筑迎风宽度的迎风区域内时,其对结构立面平均风压基本呈现遮挡效应,且一般情况下,Br和Hr越大,遮挡效应越明显;但当...     

双坡屋面低矮建筑群风干扰效应数值模拟

基于Fluent 6.3软件平台,采用RNG k-ε湍流模型,对日本东京工艺大学风洞试验模型及数据进行了验证,结果表明数值模拟与风洞实验数据拟合较好.同时,对2栋相同低矮双坡屋面建筑在不同受扰建筑布置角度时对建筑群的影响进行了数值模拟分析,结果表明,施扰建筑的表面风压分布及大小受影响较小,与单体建筑表面风压接近;而受扰建筑的影响相对较为明显,尤其是施扰建筑与受扰建筑纵轴夹角不大的情况下,受扰建筑屋脊背风面角部负风压较大.研究结果对低矮建筑群的风效应研究具有参考价值.     

基于CFD的GTF发动机风扇驱动齿轮箱行星齿轮风阻损失分析

建立GTF(齿轮驱动风扇)发动机风扇驱动齿轮箱内部流体几何模型,采用RNGk-ε湍流模型和MRF模型进行数值模拟,研究风扇驱动齿轮箱人字齿行星齿轮齿面、端面和内孔特征面的风阻损失,并与Anderson齿轮风阻损失经验公式的计算结果进行对比,分析行星架腔体的直径和长度对湍流能、湍流黏度和人字齿行星齿轮各特征面风阻损失的影响。研究结果表明:行星齿轮风阻损失仿真结果与经验公式结果相差较小。风扇驱动齿轮箱人字齿行星齿轮具有较大的风阻损失,齿面风阻损失占总风阻损失的69.7%。减小行星架腔体直径和长度对行星架内部流体的湍流分布产生一定的影响,并随着行星架腔体直径和长度的减小,湍流较大的区域面积减小。减小风扇驱动齿轮箱行星架腔体长度和直径可抑制人字齿行星齿轮各特征面风阻。减小行星架腔体直径和长度可导致单个人字齿行星齿轮风阻损失分别降低276 W和165 W。     

风场和周边干扰对高层建筑峰值风压的影响

通过风洞测压实验,研究了风场类型及周边干扰对高层建筑峰值风压的影响.研究结果表明:风场类型对高层建筑峰值风压有着较大影响,当高层建筑周边环境不变(有或者无周边干扰)时,绝大多数情况下,不同场地类别的峰值风压系数由大到小依次是B类,C类,D类.周边干扰对高层建筑峰值风压的影响不仅与周边建筑的相对位置有关,还与高层建筑当时所处的风场类型有关,如当南立面为迎风面时,干扰建筑E,F位于南立面斜前方,表现为遮挡效应,绝大多数测点的峰值风压系数均减小,B类场地时其最大减小幅度可达43%,C类场地时可达37%,D类场地时可达46%.     

浅谈群体多层建筑的立面设计

建筑立面设计是建筑功能、建筑构造和建筑美学的统一体,建筑师通过色彩、材质、尺度、比例、方向、形状及其组合,运用对比、差异、同一、呼应和穿插、几何性、次序性、节奏和韵律等美学原理,在满足建筑功能的基础上,尽可能创造立面和外观的美感;同时,立面的外观也受社会文化、经济水平、地方习俗等影响.     

高层建筑烟囱效应及风压联合作用的模拟研究

采用多区域网络模型数值模拟方法,结合风洞试验和CFD数值模拟结果,对一栋340 m超高层建筑的烟囱效应及风压联合作用问题进行了模拟分析.研究发现:1)纯烟囱效应导致的建筑内部电梯与室外压差曲线为线性分布,符合理论分布规律;随风速增大,电梯与室外压差分布逐渐受到风压主导,压差分布曲线由线性转向非线性,风速越大效应越显著.2)建筑中性面位置受风速影响较小,密闭性较差的避难层对避难层电梯以及上下层电梯的压差分布影响明显.3)不同风向对烟囱效应压差表现出不同的作用:在冬季高频风向ENE下,整体上风压抑制热压;而在风向为N时,风压增强热压;在夏季高频风向ESE下,避难层以外楼层风压抑制热压,避难层风压增强热压.4)提高幕墙密封等级及增加电梯前室门阻隔单元等措施,可有效缓解烟囱效应过大压差.     

CFD模拟技术在建筑立面造型设计中的应用

建筑造型设计是否合理,影响到建筑物室内外通风质量.针对宜昌当地实际情况,以优化建筑物通风环境为目的,应用CFD模拟软件PHOENICS,对建筑立面造型进行优化模拟.     

矿井通风系统总风阻的影响因素及其降低途径

本文应用计算机模拟的方法讨论了采掘工作面布局(网路结构)及其风量分配和关键路线上分支的通风参数等因素对通风系统总风阻的影响。进而指出,合理安排采掘工作面、合理配风以使网路中各个通路的阻力尽可能接近;尽量缩短关键路线长度;减小关键路线上非用风分支的风阻或风量,是降低矿井总风阻的主要途径。     

珠海市某标志性超高层建筑群的室外风环境及舒适性模拟

考虑当地的气候条件,利用PHOENICS软件对珠海市某标志性超高层建筑群的风环境舒适性进行了CFD数值模拟,结果表明:1)研究区各个季节的主导风向有所不同,冬季主要吹偏北风,夏季主要吹西南偏南风,过渡季节则以东北偏东风为主,不同风向下地面和建筑立面风速及舒适性都不同; 2)当风从高层建筑吹向低层建筑时,低层建筑会被高层建筑阻挡,低层建筑背面、高低层建筑间的地面通风和舒适性都较差。而在建筑立面通风较好的地方,比如高层建筑的迎风面及两侧,这些地方较为舒适; 3)当风从低层建筑吹向高层建筑时,风通过低层建筑物之后以绕流作用再次影响地面,建筑物之间的区域通风条件都较好,同时建筑立面的通风环境和舒适度都比风由高层建筑吹向低层建筑的时候更好; 4)由于风随高度的增加而增大,若在高层建筑的迎风面和两侧拐角处,以及通风廊道处,局地风速超过3级时,人体感觉也会不舒适。     

品字形建筑群静力干扰效应的数值模拟

研究品字形建筑群静力干扰效应,以及受扰建筑表面风压系数干扰因子的空间分布,分析建筑相对位置变化对静力干扰效应的影响.结果表明,建筑物串联布置且间距较小时,遮挡效应明显;建筑间斜列布置时,静力干扰效应减弱;建筑间并列布置时,容易发生狭缝效应.对于成品字形建筑群,下两建筑对上一建筑的干扰效应具有遮挡效应又有狭缝效应.受扰建...     

建筑模型风洞试验阻塞效应研究进展

由于壁面的存在,风洞试验模拟的流场与真实大气的自由流场存在差别.在特定情况下,阻塞效应将对流场和建筑风荷载产生严重影响,导致风洞试验数据产生较大误差.然而,当前结构风工程研究人员对阻塞效应的认识尚且不足.首先,简要介绍了阻塞效应的机理,并归纳了阻塞效应对流场和建筑风荷载的影响.然后,总结了阻塞效应的影响因素(来流特性,建筑的外形、数量和布置方式等),回顾了涉及试验和数值模拟的阻塞效应修正方法,并列出了重要文献中对阻塞比的规定.最后,提出了今后值得研究的方向.     

建筑外墙面装饰污染的成因与应用

建筑外墙面的污染,尤其是不均匀污染是影响建筑立面观感及耐久性的重要原因。只要我们了解这种污染的成因,从外装饰材料的选用和建筑立面的细部处理上创造条件,就可以避免或减少不均匀污染的发生,有效提高建筑立面效果的耐久性。     

热湿耦合迁移对长江流域建筑能耗模拟的影响

以温度和相对湿度为驱动势建立了热湿耦合迁移模型(CHMT),采用有限差分法以加权隐式格式离散控制方程,用C++编制计算程序;采用自编程序与有限元模拟软件COMSOL Multiphysics进行求解,将计算结果与实验数据和HAMSTAD验证实例进行对比,验证了模型的准确性;以上海、武汉和重庆的建筑南立面挤塑式聚苯乙烯(XPS)外保温砖墙为例,分别计算墙体在供冷季和供暖季的逐时得热量,并以累计得热量为指标,分析热湿耦合迁移对能耗模拟的影响.结果表明:当不考虑热湿耦合迁移时,上海、武汉和重庆的墙体在供冷季累计得热分别被低估10.04%,8.69%和9.11%;在供暖季累计失热分别被低估6.34%,6.62%和6.3%,因此在计算长江流域建筑能耗时应考虑热湿耦合迁移的影响.     

浅析沈阳建筑立面的发展历程

该文介绍了沈阳作为历史名城,在不同的历史时期,受不同文化和经济影响下,形成了不同的建筑立面造型,不仅反映了不同时期的建筑风格,也为这座城市的建筑发展提出了思考。     

南窗在建筑中的节能效益

基于云南7个城市现有典型的太阳辐射资源,建立了计算模型。通过对建筑室内温度的模拟计算和分析,研究了太阳辐射对建筑南向有大面积单层玻璃窗的房间室内热环境的影响。结果表明:低纬度地区(21°~23°N),4~9月份气温较高,建筑大面积南窗接收太阳辐射会引起室内过热,应作适当遮阳处理或缩小南窗面积。云南大部分地区(23°~29°N)建筑南立面大面积开窗非常有利于室内温度的提升,尤其是冬半年,可达6℃~7℃,且夏半年室内无过热现象。建筑南立面开大面积窗户对减少建筑能耗、节约能源、改善大气质量具有重要意义。