利用旋涡发生器减小大跨方形平屋盖风吸力的实验研究

在强风作用下，屋盖作为风敏感部位往往最先发生破坏，如何抑制屋盖上的极值负风压是保障大跨建筑抗风安全的关键。基于此，提出一种简单有效的新型屋盖抗风气动措施。在平屋顶屋檐处安装旋涡发生器(PVG)，通过旋涡发生器的扰流作用来减小屋盖极值风压。采用风洞测压试验研究在不同风向角下PVG对屋面极值风压的气动控制效果，分析PVG对屋顶流场结构的影响并探讨PVG的工作机理。研究结果表明：PVG可以有效减小平屋盖屋面极值风压，尤其在倾斜风向角下的减压效果显著。在最不利风向角下，屋盖极值风压最大减小幅度可达73.3%。相对于长度来说，PVG高度对屋面风压的影响更明显，较密的安装间距和适宜的安装角度可以更好地降低屋盖风吸力。在安装PVG后，屋盖锥形旋涡的涡核位置和再附位置发生改变，屋顶风压低频部分能量占比大幅度减少，脉动能量减弱，大尺度旋涡减少，而小尺度的湍流造成的脉动能量成分增加。