角部处理对高层建筑风荷载影响的数值模拟

作者：郑毅敏; 庄翔; 郑晓芬; 董欣

来源：结构工程师, 2017, 33(05): 118-124.

DOI：10.15935/j.cnki.jggcs.2017.05.017

• 数值模拟
• 高层建筑
• 切角
• 圆角
• 风荷载

基于计算流体力学软件Fluent对不同角部形状的矩形高层建筑进行三维数值风场模拟。首先,选用三种不同的湍流模型Realizable k-ε,RNG k-ε及雷诺应力模型(RSM),对矩形截面标准高层建筑进行数值模拟。结果表明,与风洞试验结果对比,除了分离区等流动复杂的区域外,数值模拟能够较好地反映风压分布状况。其中,雷诺应力模型由于考虑湍流各向异性的影响,与试验结果最为接近。其次,对同尺寸下的切角及倒角高层建筑进行雷诺应力湍流模型下的数值模拟。结果表明,角部处理能有效地减小风荷载。在侧风面,切角与倒角能有效抑制来流分离。在背风面,切角能减小尾流宽度与旋涡尺寸,与原模型相比,风荷载约降低15%;而倒角建筑由于较好的流线性,尾流宽度与旋涡尺寸降到最小,风荷载仅为矩形截面的65%。

• 单位
  土木工程学院; 同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司; 同济大学