运动龙卷风冲击高层建筑数值模拟

摘要

龙卷风具有较强的破坏力,是抗风减灾工程重要的防范对象之一.近年来,随着地球环境的恶化,龙卷风袭击大型城市的灾害时有发生,针对高层建筑的研究开始受到重视.目前对龙卷风动态冲击高层结构的研究还比较少,特别是现行建筑设计规范仍没有针对龙卷风给出结构设计及安全方面的具体要求和方法,迫切需要从理论模拟及实验等多方面开展研究.本文首先建立了动态运动龙卷风的数值风场模型,应用大涡模拟(LES)方法开展了龙卷风动态冲击高层建筑的非定常过程模拟,对其漩涡演化及对高层建筑的冲击风荷载特性开展了初步研究,并与实验室尺度下的荷载特征进行了比较研究,进一步搞清了龙卷风冲击不同尺度和形状的高层建筑流场差异和荷载产生机理.