横风环境下方形建筑迎风面雨滴收集率特性研究

作者:许晨豪; 皮思源; 胡姝瑶; 蒋崇文; 李椿萱
来源:北京航空航天大学学报, 2023, 1-26.
DOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0862

摘要

现有建筑风驱雨研究主要关注不同环境和建筑外形条件下,建筑表面风驱雨量的分布结果,但缺乏对风驱雨量分布产生原因的分析。利用有限区域计算方法,对典型条件下方形建筑迎风面收集率分布进行了计算,分析了雨滴轨迹包络区域的变化规律,说明了收集率分布的产生原因。结果表明,从轨迹起点平面至终点平面,轨迹包络区域存在拉伸和扭转两种效应。在风向角0°、参考风速10m/s时,高度和宽度方向拉伸率均呈现“上小下大”、“两侧小中间大”的特点。高度方向边界扭转角呈现从中间到两侧逐渐增大的趋势,宽度方向边界扭转角呈现从角点到中间区域逐渐减小的趋势。随参考风速增大,高度方向拉伸率由正变负,宽度方向拉伸率逐渐减小,高度方向扭转角在靠近地面区域逐渐增大、在建筑上部逐渐减小,宽度方向扭转角在靠近建筑顶部区域逐渐增大、在建筑下部逐渐减小。风向角为30°时,从上风侧到下风侧,高度方向拉伸率、高度和宽度边界扭转角均逐渐增大,宽度方向拉伸率则从两侧到中间逐渐增大。研究结果为进一步分析建筑外形对收集率分布的影响,乃至建筑防雨结构设计提供了理论依据。

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