下击暴流作用下低矮建筑风荷载特性数值研究

摘要

下击暴流为雷暴天气中强下沉气流猛烈冲击地面后形成的并沿地面传播的近地面短时强风,风场特征同传统的大气边界层近地风有显著不同.基于计算流体动力学方法对大气边界层中TTU标准低矮建筑的定常风场进行了数值模拟,并将计算结果与场地实测数据及同济大学TJ-2风洞试验结果进行了对比分析.然后对基本风场冲击射流模型的下击暴流作用下不同位置处的低矮房屋进行数值模拟,分析低矮房屋在常规风与下击暴流作用下影响的区别,并讨论数值模拟建筑物表面风压系数结果、湍动能结果以及风速分布等,对比下击暴流作用下低矮建筑表面风压系数可知，二者在屋面迎风面的前缘处的负压梯度变化剧烈，最大的负风压系数都出现在屋坡面的边缘以及附近位置处，在几何尺寸具有明显突变处负风压力值较大，因而这些部分承受较高的吸力。最大湍动能处和建筑物最大负风压所在位置大体相同。在流体钝体绕流过程中，两建筑周围湍动能分布相似，气流分离都较为严重，变化相对剧烈，伴随有较高的湍动能，但湍动能分布很不规则，钝体绕流产生的湍动能的分布具有对称性。即建筑物在下击暴流作用下危险的地方为屋坡面的边缘以及附近位置处，若有必要，此处应采取措施预防。