数值模拟分析:低层房屋风压与抗风设计

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"低层房屋风压分布特性的模拟与分析 (2004年)" 是一篇关于建筑风工程的科研论文,主要研究了低层双坡屋面房屋在不同风向角下的风压分布特性。作者通过数值模拟的方法,基于Reynolds时均N-S方程和标准k-ε双方程封闭模型,对这类带挑檐的房屋进行了风压分析,以期为工程抗风设计提供依据。 论文首先介绍了研究背景和意义,指出带挑檐的低层双坡屋面房屋在东南沿海地区常见,但在台风等极端天气下易受损害。因此,对房屋表面风压特性的准确预测是提升抗风性能的关键。传统的风洞试验和现场实测虽然直观,但存在费用高、周期长、误差影响大等问题。 随着计算机技术的发展,数值模拟成为解决这一问题的有效途径。作者使用自行开发的建筑风场数值模拟程序,对选定的房屋模型进行了数值模拟。他们运用了稳态的Reynolds时均N-S方程,结合标准k-ε模型来模拟风的湍流和绕流特性。 通过对模拟结果的分析,论文详细探讨了房屋各表面及挑檐处的风压分布特性和规律,计算出不同风向角下各表面的风载体型系数。这些系数是评估风荷载对建筑影响的关键参数,对于建筑设计和抗风性能优化至关重要。 关键词包括:低层建筑、表面风压、数值模拟和风载体型系数,表明研究主要集中在这些领域。论文的发表时间是2004年,属于自然科学类别,受到国家自然科学基金的资助。作者团队包括王辉(博士研究生)、陈水福(教授)和唐锦春(教授、博士生导师),他们在浙江大学土木工程系工作。 该研究为低层房屋的抗风设计提供了新的理论支持和数据参考,对于改进此类建筑的结构安全性具有重要意义,特别是在应对台风等极端气候事件时。同时,它也展示了数值模拟在建筑风工程领域的应用价值,为后续的相关研究提供了方法论基础。