【摘要】：風(fēng)驅(qū)雨(Wind-Driven Rain,簡(jiǎn)稱WDR)是雨滴在垂直墜落過(guò)程中受到風(fēng)的作用而產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)分量后斜向飄落的一種自然現(xiàn)象。風(fēng)驅(qū)雨是建筑壁面最重要的水分來(lái)源之一,直接影響建筑的溫濕性能和結(jié)構(gòu)耐久性,引發(fā)一系列工程問題,如造成外墻材料凍融破壞、滲水侵蝕、風(fēng)化褪色、墻體開裂甚至結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞等。因此,開展建筑WDR分布特性的研究并進(jìn)行量化分析是解決上述工程問題的重要基礎(chǔ)。目前,國(guó)內(nèi)外針對(duì)建筑WDR分布特性開展的研究已取得一些成果,但相關(guān)研究大多沒有考慮湍流擴(kuò)散對(duì)WDR的影響。由于湍流擴(kuò)散對(duì)小粒徑雨滴的運(yùn)動(dòng)存在顯著影響,而小粒徑雨滴在雨滴譜中又占據(jù)絕大部分,因此需要進(jìn)一步深入研究其影響特點(diǎn)與規(guī)律,重點(diǎn)關(guān)注湍流擴(kuò)散對(duì)小粒徑雨滴WDR分布影響特性。采用引入湍流擴(kuò)散模擬的歐拉多相流模型的CFD數(shù)值模擬方法,分別考慮有無(wú)湍流擴(kuò)散的影響,對(duì)單體和串列布局建筑的WDR場(chǎng)進(jìn)行模擬,通過(guò)分析雨滴運(yùn)動(dòng)軌跡的變化,以及單體建筑和串列布局下建筑迎風(fēng)立面WDR抓取率分布變化特點(diǎn),獲取湍流擴(kuò)散對(duì)迎風(fēng)立面WDR分布的影響特性。首先,考慮有無(wú)湍流擴(kuò)散,針對(duì)不同體型的單體建筑分別開展WDR數(shù)值模擬。通過(guò)對(duì)比四種體型的單體建筑在考慮湍流擴(kuò)散與不考慮湍流擴(kuò)散的情況之間的WDR抓取率分布區(qū)別,分析湍流擴(kuò)散對(duì)迎風(fēng)立面WDR抓取率分布的影響。結(jié)果表明無(wú)論何種單體建筑,湍流擴(kuò)散的影響主要體現(xiàn)于建筑迎風(fēng)立面中下部區(qū)域,在該區(qū)域考慮湍流擴(kuò)散時(shí)的抓取率值普遍稍大于不考慮湍流擴(kuò)散的情況,隨著雨滴粒徑的增大,湍流擴(kuò)散的影響逐漸減弱,考慮有無(wú)湍流擴(kuò)散的抓取率值差距逐漸縮小。因此,對(duì)于單體建筑需要更多關(guān)注小粒徑雨滴在迎風(fēng)立面中下部受湍流擴(kuò)散影響的程度。其次,對(duì)于不同降雨條件,考慮建筑串列布局及間距變化,模擬分析后排建筑迎風(fēng)立面特定測(cè)點(diǎn)的總體抓取率分布情況。結(jié)果表明,對(duì)于串列布局,當(dāng)建筑間距過(guò)大或者過(guò)小時(shí)對(duì)湍流擴(kuò)散的影響均不顯著,當(dāng)兩建筑間距一定時(shí),隨著降雨強(qiáng)度增大,湍流擴(kuò)散對(duì)總體抓取率的影響逐漸減弱;當(dāng)降雨條件相同時(shí),特定建筑間距下考慮湍流擴(kuò)散時(shí),立面邊緣區(qū)域的總體抓取率值略大于不考慮湍流擴(kuò)散的情況,但考慮湍流擴(kuò)散時(shí)立面居中區(qū)域的總體抓取率值略小于不考慮湍流擴(kuò)散的情況,并且隨著降雨強(qiáng)度的增大考慮有無(wú)湍流擴(kuò)散的區(qū)別逐漸變小。因此,需著重關(guān)注降雨強(qiáng)度較小時(shí)特定建筑間距下的湍流擴(kuò)散對(duì)總體抓取率的影響效應(yīng)。
【圖文】：

[22]-[25]設(shè)計(jì)新式的自立式 WDR 測(cè)量?jī)x，，并首次將其運(yùn)用于建筑WDR研究方面，儀器基本構(gòu)造如圖1.2。圖1.2(a)為1936年Beckeet、Lacy 設(shè)計(jì)的具有一個(gè)水平孔和八個(gè)豎直孔的自立式 WDR 測(cè)量?jī)x，圖 1.2(b)(c)圖為 1937 年 Holmgren 設(shè)計(jì)的具有一個(gè)水平孔和四個(gè)豎直孔的自立式 WDR 測(cè)量?jī)x。新式的自立式 WDR 測(cè)量?jī)x不僅可以收集風(fēng)驅(qū)雨量，還可以判別出降雨過(guò)程中的風(fēng)向。

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位二章 WDR 數(shù)值模擬方計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)數(shù)值求解流域離散空間點(diǎn)上的分布情況。限個(gè)離散點(diǎn)上變量值的集合來(lái)速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)，并且通過(guò)一間關(guān)系的代數(shù)方程組，通過(guò)求是在流動(dòng)基本方程（質(zhì)量守恒動(dòng)的數(shù)值模擬。通過(guò) CFD 數(shù)值（如速度、壓力）的分布，以及圖 2.1 所示。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU119.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 周力行;;離散型湍流多相流動(dòng)的研究進(jìn)展和需求[J];力學(xué)進(jìn)展;2008年05期

本文編號(hào)：2596375