采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法,对典型桥梁断面上的雪飘移进行了数值模拟,得到桥面上风致积雪的重分布。为验证该文数值模拟方法的正确性,以平屋面风吹雪为案例,将该文数值模拟方法得到的结果与风洞试验结果进行了对比。在桥面雪飘移的数值模拟过程中,考虑了桥梁护栏的影响,对比分析了不同护栏透风率下桥面风致积雪重分布形式。研究发现:当护栏透风率大于50%时,桥面上不会出现显著的积雪沉积;当护栏透风率小于50%时,桥面护栏附近出现了较显著的积雪沉积,且在迎风端护栏的背风侧沉积最大。为减小桥面风致积雪堆积对交通的不利影响,建议在桥梁设计时采用高透风率的护栏。
采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法,对典型桥梁断面上的雪飘移进行了数值模拟,得到桥面上风致积雪的重分布。为验证该文数值模拟方法的正确性,以平屋面风吹雪为案例,将该文数值模拟方法得到的结果与风洞试验结果进行了对比。在桥面雪飘移的数值模拟过程中,考虑了桥梁护栏的影响,对比分析了不同护栏透风率下桥面风致积雪重分布形式。研究发现:当护栏透风率大于50%时,桥面上不会出现显著的积雪沉积;当护栏透风率小于50%时,桥面护栏附近出现了较显著的积雪沉积,且在迎风端护栏的背风侧沉积最大。为减小桥面风致积雪堆积对交通的不利影响,建议在桥梁设计时采用高透风率的护栏。
建筑屋面的摩擦速度是决定其风致迁移雪荷载的重要因素。该文采用CFD (computational fluid dynamics)方法模拟了平屋面的摩擦速度,并结合其分布特征分析了屋面积雪传输率、侵蚀通量和暴露系数随跨度的变化趋势。为验证CFD方法的湍流模型对平屋面摩擦速度模拟的影响,将数值模拟结果与Irwin探头风洞试验进行了对比,结果表明Realizable k-ε湍流模型的模拟结果与风洞试验最为接近。根据4种不同跨度屋面的CFD模拟结果发现,当屋面跨度与高度之比为4时,屋面平均摩擦速度最小;并且随着跨度的增大,屋面摩擦速度最小值所在的位置和积雪沉积的区域均逐渐向迎风侧屋檐靠近。同时发现,屋面积雪的平均侵蚀通量随着跨度的增大而减小,屋面积雪传输率和雪荷载暴露系数则随着跨度的增大而增大。
建筑屋面的摩擦速度是决定其风致迁移雪荷载的重要因素。该文采用CFD (computational fluid dynamics)方法模拟了平屋面的摩擦速度,并结合其分布特征分析了屋面积雪传输率、侵蚀通量和暴露系数随跨度的变化趋势。为验证CFD方法的湍流模型对平屋面摩擦速度模拟的影响,将数值模拟结果与Irwin探头风洞试验进行了对比,结果表明Realizable k-ε湍流模型的模拟结果与风洞试验最为接近。根据4种不同跨度屋面的CFD模拟结果发现,当屋面跨度与高度之比为4时,屋面平均摩擦速度最小;并且随着跨度的增大,屋面摩擦速度最小值所在的位置和积雪沉积的区域均逐渐向迎风侧屋檐靠近。同时发现,屋面积雪的平均侵蚀通量随着跨度的增大而减小,屋面积雪传输率和雪荷载暴露系数则随着跨度的增大而增大。
冷弯薄壁型钢蒙古包是一种新型房屋结构,结构质量轻、柔性大的特点决定了其控制荷载为风荷载与积雪荷载。通过计算流体动力学(CFD)方法,将蒙古包的风荷载体型系数与现行规范进行对比。模拟得到屋面的风荷载分布与不均匀雪荷载分布,定义2种风向角,将风荷载与风雪荷载分别作用于冷弯薄壁型钢蒙古包刚架,分析不均匀雪荷载与不同风向角对刚架的影响。研究表明,蒙古包由于其形状的特殊性使得风荷载体型系数出现变号情况;不均匀雪荷载分布使蒙古包在风场中的稳定性降低;30°风向角,即没有主平面刚架下的风向角为不利风向角,蒙古包刚架将在该风向角下,风雪荷载共同作用时率先发生失稳。
冷弯薄壁型钢蒙古包是一种新型房屋结构,结构质量轻、柔性大的特点决定了其控制荷载为风荷载与积雪荷载。通过计算流体动力学(CFD)方法,将蒙古包的风荷载体型系数与现行规范进行对比。模拟得到屋面的风荷载分布与不均匀雪荷载分布,定义2种风向角,将风荷载与风雪荷载分别作用于冷弯薄壁型钢蒙古包刚架,分析不均匀雪荷载与不同风向角对刚架的影响。研究表明,蒙古包由于其形状的特殊性使得风荷载体型系数出现变号情况;不均匀雪荷载分布使蒙古包在风场中的稳定性降低;30°风向角,即没有主平面刚架下的风向角为不利风向角,蒙古包刚架将在该风向角下,风雪荷载共同作用时率先发生失稳。