顶部方形开洞对超高层建筑风荷载影响的大涡模拟研究

摘要：

顶部开洞是一种有效的超高层建筑气动优化措施,开洞形式和洞口位置对建筑整体风荷载的影响机理还有待进一步研究.采用基于空间平均的大涡模拟方法,考虑来流与洞口方向一致,研究了顶部无开洞(标准方柱)、敞开式和封闭式方形开洞,对湍流边界层风场内方形截面超高层建筑风荷载的影响.将封闭式方形开洞模型风压系数的大涡模拟与风洞试验结果对比,验证了该数值模拟方法及参数设置的正确性;对比分析了上述无、有顶部开洞及开洞形式的方柱表面平均和脉动风压分布特征,着重从流场角度分析了洞口形式对风荷载的影响机理.结果表明:顶部开洞影响了流动分离点位置、剪切流扩散角度及流动再附现象,洞口的狭管效应使得该处风速急剧增大,其中封闭式开洞更为显著,洞口内加速的气流扰乱了大尺度的涡流,导致涡的能量更加分散,从而减弱了结构表面风压;在顶部洞口边缘处,因流动分离而出现了较大风压值,其中敞开式洞口的背风面存在较为明显的边缘效应;封闭式开洞对减弱洞口局部风压的效果优于敞开式.

关键词：超高层建筑、顶部方形开洞、大涡模拟、风荷载、流场机理

所属期刊栏目：42

分类号：TU973(地下建筑)

资助基金：国家自然科学基金;河北省自然科学基金

在线出版日期：2023-09-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：52-60