大跨屋盖周围行人高度风环境数值模拟评估方法技术

本发明专利技术涉及一种大跨屋盖周围行人高度风环境数值模拟评估方法，包括步骤：S1、建立屋盖模型，布置测压点；S2、模拟紊流场，并验证紊流场；S3、将测压点压力值处理，计算平均风压系数；S4、选用Realizablek

【技术实现步骤摘要】
大跨屋盖周围行人高度风环境数值模拟评估方法


[0001]本专利技术涉及一种大跨屋盖周围行人高度风环境数值模拟评估方法，属于建筑结构风工程领域。

技术介绍

[0002]自然风在经过自然地形地貌或者城市地形地貌的影响下所形成的受到影响之后的风场被称作风环境。室外风环境评估通常是以风速为标准，但目前的建筑规范并未对舒适风速区间和危险风速界限给出统一的标准，现有的建议风速都是通过现场实测、风洞试验和调查统计得到的。建筑风环境涉及行人的安全与舒适、空气健康、绿色建筑等问题，通过CFD模拟进行风环境研究有助于构建可持续的活动环境。
[0003]大跨屋盖结构往往作为机场、火车站、体育场等人流量密集的建筑结构形式。同时大跨屋盖结构周围地势往往平坦，在强风环境下容易出现风环境恶劣的情况，对行人造成一定的不适感。对于大跨屋盖结构周围行人高度风环境进行分析评估很有必要。
[0004]但现有的大跨屋盖结构周围风环境评估分析要么只进行风洞试验，要么只进行数值模拟，其结果与实际情况的拟合度未知。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大跨屋盖周围行人高度风环境数值模拟评估方法，其特征在于包括如下步骤：S1、建立屋盖模型，并在屋盖表面布置测压点；S2、模拟大气边界层紊流场，通过风速测量仪测量紊流场风速，计算测量时间，并验证试验模拟的紊流场；S3、将风洞试验中所获得的各测压点的压力值进行编程处理，计算获取各测压点的平均风压系数；S4、选用Realizablek
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ε模型求解湍流模型；S5、在Fluent软件中对计算域的入口条件和出口条件进行设置时，将计算域的出口设置为无阻碍的完全发展出口；S6、在Fluent软件中设置计算域的气流进口处的风速边界层情况；S7、将模型两侧和计算域顶面位置设置成为symmetry条件，模型表面设置成为wall；S8、在屋盖表面上选取光滑无突变的靠近迎风面一边的一个点作为参考点，选用单精度分离式来对求解器完成计算；S9、将风洞试验所测得数据换算成的平均风压系数与数值模拟结果进行比较，验证风洞试验的准确性；S10、查询所在地区近五十年的10m处的最大平均风速，计算得出该地2.0m处的平均风速，同时设置进行数据处理时的流场2.0m处的最初风速，在此基础上研究所在地区结构周围的风环境情况，得到典型风向角下行人2m高度处的风速图；S11、通过行人高度处风环境舒适度标准来对风速图进行评估；S12、通过风速比指标来对风环境进行评估。2.根据权利要求1所述的大跨屋盖周围行人高度风环境数值模拟评估方法，其特征在于：步骤S1中将屋盖结构按照几何缩尺比为1:100进行刚性模型设计，对应的试验阻塞比小于5％，屋盖模型采用有机玻璃与ABS塑料制成；在屋盖表面共布置数百个测压点，在0
°
～360
°
风向角范围内每隔10
°
进行测试并采集数据，且压力测量与数据采集系统为Scanvalve电子扫描阀。3.根据权利要求1所述的大跨屋盖周围行人高度风环境数值模拟评估方法，其特征在于：步骤S2中采用尖劈和粗糙元装置在风洞中进行模拟，且模拟的大气边界层紊流场为GB50009
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2012《建筑结构荷载规范》规定的B类紊流场，且紊流场风速的测量采用TFI眼镜蛇三维脉动风速测量仪，且测量时间与步骤S1中采样时间相等。4.根据权利要求3所述的大跨屋盖周围行人高度风环境数值模拟评估方法，其特征在于：根据时间缩尺比根据模型的几何缩尺比与风速缩尺比确定：式中，T
model
为试验测量时间，T
full
为现场实测时间，B
model
为模型尺寸，B
full
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱皓，蒋媛，肖庆峰，程丽娟，陈强，韩雪娇，原先凡，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：