对高原地区某工程的弧形大跨结构屋面的积雪分布规律进行了研究。采用FLUENT软件中的Mixture多相流模型建立风雪两相流场模型,分别采用标准k-w、SST k-w和k-kl-w湍流模型对立方体周围积雪分布规律开展了数值分析,通过与试验结果的对比分析验证了模型计算结果的准确性。进而详细研究了风速和风向角对弧形大跨结构屋面积雪分布的影响。结果表明:风向角主要影响弧形大跨结构屋面不同分区的积雪分布系数出现最大值和最小值的区域;0°和180°风向角最不利;位于屋面中部且高度相对较低的B2和B3区域积雪受风力侵蚀较少,屋面积雪分布系数较大;5m/s风速为该弧形大跨结构屋面积雪分布的最不利风速,远离来流方向且屋面有凸起的区域积雪沉积量较大;5m/s~13.5m/s风速范围内,屋面积雪分布系数随风速的增大不断减小;当风速增大至7m/s时,各分区的屋面积雪分布系数均小于1;提出了弧形大跨结构分区的屋面积雪分布系数,为相关工程设计提供参考。
对高原地区某工程的弧形大跨结构屋面的积雪分布规律进行了研究。采用FLUENT软件中的Mixture多相流模型建立风雪两相流场模型,分别采用标准k-w、SST k-w和k-kl-w湍流模型对立方体周围积雪分布规律开展了数值分析,通过与试验结果的对比分析验证了模型计算结果的准确性。进而详细研究了风速和风向角对弧形大跨结构屋面积雪分布的影响。结果表明:风向角主要影响弧形大跨结构屋面不同分区的积雪分布系数出现最大值和最小值的区域;0°和180°风向角最不利;位于屋面中部且高度相对较低的B2和B3区域积雪受风力侵蚀较少,屋面积雪分布系数较大;5m/s风速为该弧形大跨结构屋面积雪分布的最不利风速,远离来流方向且屋面有凸起的区域积雪沉积量较大;5m/s~13.5m/s风速范围内,屋面积雪分布系数随风速的增大不断减小;当风速增大至7m/s时,各分区的屋面积雪分布系数均小于1;提出了弧形大跨结构分区的屋面积雪分布系数,为相关工程设计提供参考。
对高原地区某工程的弧形大跨结构屋面的积雪分布规律进行了研究。采用FLUENT软件中的Mixture多相流模型建立风雪两相流场模型,分别采用标准k-w、SST k-w和k-kl-w湍流模型对立方体周围积雪分布规律开展了数值分析,通过与试验结果的对比分析验证了模型计算结果的准确性。进而详细研究了风速和风向角对弧形大跨结构屋面积雪分布的影响。结果表明:风向角主要影响弧形大跨结构屋面不同分区的积雪分布系数出现最大值和最小值的区域;0°和180°风向角最不利;位于屋面中部且高度相对较低的B2和B3区域积雪受风力侵蚀较少,屋面积雪分布系数较大;5m/s风速为该弧形大跨结构屋面积雪分布的最不利风速,远离来流方向且屋面有凸起的区域积雪沉积量较大;5m/s~13.5m/s风速范围内,屋面积雪分布系数随风速的增大不断减小;当风速增大至7m/s时,各分区的屋面积雪分布系数均小于1;提出了弧形大跨结构分区的屋面积雪分布系数,为相关工程设计提供参考。
路堑是风吹雪灾害最为严重的路基形式之一,为给实际道路断面设计和风吹雪灾害的防治提供参考依据,文中针对交通线路中常见的路堑展开研究,基于Fluent中的Mixture模型对风雪两相流进行模拟,同时对模拟结果进行验证。研究路堑风吹雪灾害中的积雪分布规律,并对积雪分布演化过程中的流场进行比较分析。结果发现路堑下风坡位置形成局部突出积雪与路堑内产生漩涡再附点有直接关系。不同时刻路堑内雪相浓度受积雪量增加和风速流场变化的影响,其值整体上增加,且雪相浓度最大值在上风坡坡顶附近出现,研究可为路堑内积雪灾害预测以及风吹雪两相流数值模拟参数取值提供参考。
路堑是风吹雪灾害最为严重的路基形式之一,为给实际道路断面设计和风吹雪灾害的防治提供参考依据,文中针对交通线路中常见的路堑展开研究,基于Fluent中的Mixture模型对风雪两相流进行模拟,同时对模拟结果进行验证。研究路堑风吹雪灾害中的积雪分布规律,并对积雪分布演化过程中的流场进行比较分析。结果发现路堑下风坡位置形成局部突出积雪与路堑内产生漩涡再附点有直接关系。不同时刻路堑内雪相浓度受积雪量增加和风速流场变化的影响,其值整体上增加,且雪相浓度最大值在上风坡坡顶附近出现,研究可为路堑内积雪灾害预测以及风吹雪两相流数值模拟参数取值提供参考。
为掌握拱形屋面积雪分布情况,降低其风雪灾害,通过对积雪现场进行调查,根据积雪实际分布与灾害情况,利用Fluent软件,建立拱形屋面的风致积雪分析模型,考虑空气相相对速度、空气相速度、空气相相对角速度、雪密度等影响因素,模拟拱形屋面风致积雪分布。通过分析,找出影响屋面积雪沉积的主要因素,建立风雪效用湍流模型,进而对拱形屋面积雪产生的压强统计数据开展详细分析,提出拱形屋面积雪不均匀分布系数取值的建议,以弥补我国现行规范对积雪均匀分布系数取值考虑较充分,对不均匀分布系数取值考虑不足的情况。
为掌握拱形屋面积雪分布情况,降低其风雪灾害,通过对积雪现场进行调查,根据积雪实际分布与灾害情况,利用Fluent软件,建立拱形屋面的风致积雪分析模型,考虑空气相相对速度、空气相速度、空气相相对角速度、雪密度等影响因素,模拟拱形屋面风致积雪分布。通过分析,找出影响屋面积雪沉积的主要因素,建立风雪效用湍流模型,进而对拱形屋面积雪产生的压强统计数据开展详细分析,提出拱形屋面积雪不均匀分布系数取值的建议,以弥补我国现行规范对积雪均匀分布系数取值考虑较充分,对不均匀分布系数取值考虑不足的情况。
为研究低层双齿大棚屋面的风致积雪分布规律,基于FLUENT软件中的Mixture多相流模型,建立了风雪两相流场模型。为验证风雪两相流场的准确性并选择合适的湍流模型,采用k-w, SST k-w和k-kl-w湍流模型分别对立方体周围积雪分布进行数值分析,并将数值分析结果与试验结果进行对比以验证数值方法的正确性,进而详细研究了风速、风向角、屋面坡度比和结构双齿长宽比对低层双齿大棚屋面风致积雪分布的影响。结果表明:风雪两相流模型和k-kl-w湍流模型建立的风雪两相流流场可以较好地反映低层双齿大棚屋面的积雪分布情况;大棚屋面积雪厚度随着风速和屋面坡度比增大而减小,且屋面坡度比的影响程度较风速与风向角的影响小;大棚屋面积雪受侵蚀和堆积区域位置随风向角变化而变化;大棚结构长宽比对屋面积雪分布的影响较小;低层三齿大棚屋面和低层四齿大棚屋面的屋面积雪分布系数可参考低层双齿大棚屋面;提出的低层双齿大棚屋面积雪不均匀分布系数可为低层双齿大棚屋面的冬季防雪灾设计提供参考。
为研究低层双齿大棚屋面的风致积雪分布规律,基于FLUENT软件中的Mixture多相流模型,建立了风雪两相流场模型。为验证风雪两相流场的准确性并选择合适的湍流模型,采用k-w, SST k-w和k-kl-w湍流模型分别对立方体周围积雪分布进行数值分析,并将数值分析结果与试验结果进行对比以验证数值方法的正确性,进而详细研究了风速、风向角、屋面坡度比和结构双齿长宽比对低层双齿大棚屋面风致积雪分布的影响。结果表明:风雪两相流模型和k-kl-w湍流模型建立的风雪两相流流场可以较好地反映低层双齿大棚屋面的积雪分布情况;大棚屋面积雪厚度随着风速和屋面坡度比增大而减小,且屋面坡度比的影响程度较风速与风向角的影响小;大棚屋面积雪受侵蚀和堆积区域位置随风向角变化而变化;大棚结构长宽比对屋面积雪分布的影响较小;低层三齿大棚屋面和低层四齿大棚屋面的屋面积雪分布系数可参考低层双齿大棚屋面;提出的低层双齿大棚屋面积雪不均匀分布系数可为低层双齿大棚屋面的冬季防雪灾设计提供参考。
以吉林新火车站为研究对象,在流体计算软件FLUENT 6.3基础上编写相应的UDF后处理程序。基于Euler-Euler体系的两相流理论,采用FLUENT和UDF后处理程序对吉林新火车站周围的风雪运动进行了全尺度的数值模拟,得到了不同风速、风向下屋盖表面风致雪压的不均匀分布情况。结果表明:在风、雪作用后,屋盖以及雨棚上的雪压分布会发生改变,雪压分布非均匀;不同风向下,积雪分布系数的最大值集中在站台雨棚邻近主站房的区域;积雪漂移沉积效应主要受风速影响,风速较大的区域积雪的侵蚀越明显,在风速小的区域积雪沉积量也较大。