采用主動與被動湍流相結(jié)合的方法,在陣風(fēng)風(fēng)洞中模擬了不同湍流強度和湍流積分尺度的流場,開展了1∶50低矮建筑標準模型測壓試驗研究。針對氣流分離再附流動作用下的屋面中軸線區(qū)域和錐形渦作用下的屋面角部邊緣區(qū)域,著重分析了不同來流湍流強度和順風(fēng)向湍流積分尺度影響下的風(fēng)壓變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:湍流強度對氣流分離作用下的迎風(fēng)屋面屋檐區(qū)域以及錐形渦作用下的屋面角部邊緣區(qū)域的平均風(fēng)壓系數(shù)、脈動風(fēng)壓系數(shù)和峰值負壓系數(shù)均有顯著影響;而湍流積分尺度對這些區(qū)域的平均風(fēng)壓系數(shù)影響甚微,脈動風(fēng)壓系數(shù)和峰值負壓系數(shù)(絕對值)隨湍流積分尺度的增大而有所增大。 

【文章來源】：實驗流體力學(xué). 2020年04期 北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

主動陣風(fēng)風(fēng)洞結(jié)構(gòu)簡圖

試驗?zāi)M的流場工況分為兩大類：常規(guī)邊界層風(fēng)場和陣風(fēng)邊界層風(fēng)場。常規(guī)邊界層風(fēng)場采用尖塔和粗糙元等被動湍流模擬裝置進行模擬生成。相關(guān)模擬的常規(guī)邊界層風(fēng)場為CBL-1和CBL-2工況。陣風(fēng)邊界層風(fēng)場（CBL-1and Active Gust）是在常規(guī)邊界層風(fēng)場CBL-1的基礎(chǔ)上，通過旁路主動控制裝置向流場中注入低頻湍流，以達到在不顯著改變流場湍流強度的前提下增大湍流積分尺度的目的。本文平均風(fēng)速剖面以對應(yīng)現(xiàn)場實測10 m標準高度的平均風(fēng)速uref作為參考，對各高度的平均風(fēng)速進行歸一化。圖2給出了常規(guī)邊界層風(fēng)場（2種工況）、陣風(fēng)邊界層風(fēng)場和TTU現(xiàn)場實測風(fēng)場的平均風(fēng)速剖面的對比結(jié)果�？梢钥闯�，3種工況下的風(fēng)速剖面均與實測風(fēng)速剖面非常吻合，表明增加低頻湍流分量對來流平均風(fēng)速剖面影響甚微。圖3給出了常規(guī)邊界層風(fēng)場、陣風(fēng)邊界層風(fēng)場和TTU現(xiàn)場實測風(fēng)場的順風(fēng)向、橫風(fēng)向和豎風(fēng)向湍流剖面的對比結(jié)果。陣風(fēng)邊界層風(fēng)場的順風(fēng)向湍流強度Iu略大于相應(yīng)的常規(guī)邊界層風(fēng)場的順風(fēng)向湍流強度；而陣風(fēng)邊界層風(fēng)場的橫風(fēng)向湍流強度Iv和豎風(fēng)向湍流強度Iw則與常規(guī)邊界層風(fēng)場的結(jié)果非常接近。CBL-1和CBL-1and Active Gust工況下的順風(fēng)向和橫風(fēng)向湍流強度略小于現(xiàn)場實測值，豎風(fēng)向湍流強度大于實測值。

圖3給出了常規(guī)邊界層風(fēng)場、陣風(fēng)邊界層風(fēng)場和TTU現(xiàn)場實測風(fēng)場的順風(fēng)向、橫風(fēng)向和豎風(fēng)向湍流剖面的對比結(jié)果。陣風(fēng)邊界層風(fēng)場的順風(fēng)向湍流強度Iu略大于相應(yīng)的常規(guī)邊界層風(fēng)場的順風(fēng)向湍流強度；而陣風(fēng)邊界層風(fēng)場的橫風(fēng)向湍流強度Iv和豎風(fēng)向湍流強度Iw則與常規(guī)邊界層風(fēng)場的結(jié)果非常接近。CBL-1和CBL-1and Active Gust工況下的順風(fēng)向和橫風(fēng)向湍流強度略小于現(xiàn)場實測值，豎風(fēng)向湍流強度大于實測值。表1列出了10m參考高度和3.950m平均屋面高度處（即平坡屋頂高度3.988m與屋檐高度3.912m的平均值）各工況的湍流強度、湍流積分尺度模擬統(tǒng)計值。CBL-1工況下，平均屋面高度順風(fēng)向湍流強度Iu、橫風(fēng)向湍流強度Iv和豎風(fēng)向湍流強度Iw的均值分別為17.3%、14.7%和9.5%,Iv/Iu、Iw/Iu分別為0.85、0.55;CBL-2工況下，3個方向的湍流強度均值分別為14.8%、10.7%和8.3%,Iv/Iu、Iw/Iu分別為0.72、0.56；而實測平均屋面高度的Iv/Iu、Iw/Iu分別為0.74、0.25。CBL-1和CBL-2工況下的湍流強度比值Iv/Iu差別顯著。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]紊流積分尺度對典型橋梁斷面靜力系數(shù)影響規(guī)律的風(fēng)洞試驗研究[J]. 裴城,馬存明,王明志,楊申云,劉曉宇.  土木工程學(xué)報. 2020(01)
[2]基于回流多風(fēng)扇主動控制引導(dǎo)風(fēng)洞的風(fēng)場模擬試驗[J]. 陳彬,姚裕,易弢,李先影,王健.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2019(03)
[3]大比例TTU模型表面風(fēng)壓分布試驗研究[J]. 黃漢杰,王衛(wèi)華,蔣科林.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2016(12)
[4]主動來流條件類平板斷面氣動力荷載效應(yīng)分析[J]. 潘韜,趙林,曹曙陽,葛耀君,S.Ozono.  實驗流體力學(xué). 2010(06)
[5]振動尖塔對風(fēng)洞模擬大氣湍流邊界層的作用[J]. 陳凱,畢衛(wèi)濤,魏慶鼎.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2003(02)



本文編號：2915491