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| 我国地处于太平洋西岸,拥有绵延漫长的海岸线,而且季风盛行。历年来东南沿海地区频遭台风灾害的侵袭。台风的到来往往伴随着暴风雨,风雨共同作用是沿海地区低矮建筑遭到破坏的重要原因,对建筑物的安全造成了很大的威胁。目前国内外对于雨荷载的研究还比较少,因此探究风雨对低矮房屋的作用效应意义重大,也可为东南沿海地区的房屋抗风提供设计依据。本文首先采用基于计算流体力学的数值模拟方法对三维低矮房屋的风驱雨作用进行了研究。研究中,先对不同风速条件下的风场进行模拟,得到低矮房屋迎风面的风荷载分布情况；再通过Fluent中的离散相模型(DPM)随机插入雨滴,得到风场中每个雨滴的运动轨迹,获得降落到迎风面的所有雨滴位置、速度及质量流信息。后处理分析时,对迎风面进行分区,统计各分区内的风荷载、风驱雨量(LIF值)及雨荷载在建筑迎风面上的分布规律。在三维风驱雨数值模拟的基础上,进一步研究了不同风向角对低矮建筑风驱雨作用效应的影响,考虑了三种风向角：30°、45°和60°的情况,并对200mm/h的降雨强度下的工况进行了重点分析。统计各个风向角情况下建筑迎风面上风驱雨量、雨荷载在水平方向和竖直方向的分布规律。最后对一幢典型房屋的风驱雨作用开展了现场实测。介绍了实验主要仪器、实验方案、实验步骤及实测具体过程等,将实测分析的结果与数值模拟结果进行了对比分析。数值与实测研究表明,仅在强风(风速10m/s以上)和暴雨(降雨量100mm/h以上)同步出现的极端暴风雨天气条件下,雨荷载才比较显著；对于10m/s～30m/s风速区间和100mm/h～200mm/h降雨强度的情况,附加雨荷载的上限可达到纯风荷载的15%-25%。 |
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