建筑物表面风压以及风场的数值模拟与风洞实验研究  

作　　者：姜瑜君 刘辉志[2] 张伯寅[3] 朱凤荣[3] 梁彬[3] 桑建国[4] 

机构地区：[1]浙江省气象科学研究所,杭州310017 [2]中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室,北京100029 [3]北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室,北京100871 [4]北京大学物理学院大气科学系,北京100871

出　　处：《中国科学（D辑）》2007年第11期1536-1546,共11页Science in China(Series D）

基　　金：国家自然科学基金(批准号:40575069);浙江省气象科技开放研究专项(编号:KF2006002)资助

摘　　要：利用自主开发的模拟建筑物周围风环境数值模式"北京大学大气环境模式"(Peking University Model of Atmospheric Environment,PUMA),通过求解非静力动力学方程,模拟了一个特殊塔型结构建筑物周围的空间流场以及建筑物表面风压系数的分布特征,同时与风洞实验的数据进行了对比,对该拟建项目可能导致的风环境问题以及建筑表面风荷载进行了评估.模拟结果与实验数据的比较显示,两者在速度场与建筑表面风压系数具有较好的吻合度,体现了该模式在风场以及压力场计算方面的良好性能.但通过与实验结果的对比不难发现,模式的结果在某些情况下与试验存在较大的误差.造成这种偏差的原因,一方面是模式现有的分辨率为水平方向2m,垂直方向3m,难以将塔型结构建筑物表面的气压变化完全精确的展现出来;另一方面,固壁面上格点的气压和周边空间气压分布之间关系的参数化方案,仍需要进一步改进.从整体来看,该模式模拟结果与风洞实验基本吻合,可以较好计算特殊形状钝体结构建筑物导致的风场以及风压分布情况.研究表明该数值模式可用以评估建筑物的表面风压及周围的风环境,在建筑物的风工程项目中具有良好的应用前景.

关 键 词：塔型结构建筑物 风荷载 风压系数 非静力数值模式 

分 类 号：O355[理学—流体力学] TU312.1[理学—力学]