采用主動(dòng)與被動(dòng)湍流相結(jié)合的方法,在陣風(fēng)風(fēng)洞中模擬了不同湍流強(qiáng)度和湍流積分尺度的流場(chǎng),開(kāi)展了1∶50低矮建筑標(biāo)準(zhǔn)模型測(cè)壓試驗(yàn)研究。針對(duì)氣流分離再附流動(dòng)作用下的屋面中軸線(xiàn)區(qū)域和錐形渦作用下的屋面角部邊緣區(qū)域,著重分析了不同來(lái)流湍流強(qiáng)度和順風(fēng)向湍流積分尺度影響下的風(fēng)壓變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:湍流強(qiáng)度對(duì)氣流分離作用下的迎風(fēng)屋面屋檐區(qū)域以及錐形渦作用下的屋面角部邊緣區(qū)域的平均風(fēng)壓系數(shù)、脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)和峰值負(fù)壓系數(shù)均有顯著影響;而湍流積分尺度對(duì)這些區(qū)域的平均風(fēng)壓系數(shù)影響甚微,脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)和峰值負(fù)壓系數(shù)(絕對(duì)值)隨湍流積分尺度的增大而有所增大。 

【文章來(lái)源】：實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2020年04期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

主動(dòng)陣風(fēng)風(fēng)洞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

試驗(yàn)?zāi)M的流場(chǎng)工況分為兩大類(lèi)：常規(guī)邊界層風(fēng)場(chǎng)和陣風(fēng)邊界層風(fēng)場(chǎng)。常規(guī)邊界層風(fēng)場(chǎng)采用尖塔和粗糙元等被動(dòng)湍流模擬裝置進(jìn)行模擬生成。相關(guān)模擬的常規(guī)邊界層風(fēng)場(chǎng)為CBL-1和CBL-2工況。陣風(fēng)邊界層風(fēng)場(chǎng)（CBL-1and Active Gust）是在常規(guī)邊界層風(fēng)場(chǎng)CBL-1的基礎(chǔ)上，通過(guò)旁路主動(dòng)控制裝置向流場(chǎng)中注入低頻湍流，以達(dá)到在不顯著改變流場(chǎng)湍流強(qiáng)度的前提下增大湍流積分尺度的目的。本文平均風(fēng)速剖面以對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)10 m標(biāo)準(zhǔn)高度的平均風(fēng)速u(mài)ref作為參考，對(duì)各高度的平均風(fēng)速進(jìn)行歸一化。圖2給出了常規(guī)邊界層風(fēng)場(chǎng)（2種工況）、陣風(fēng)邊界層風(fēng)場(chǎng)和TTU現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)風(fēng)場(chǎng)的平均風(fēng)速剖面的對(duì)比結(jié)果。可以看出，3種工況下的風(fēng)速剖面均與實(shí)測(cè)風(fēng)速剖面非常吻合，表明增加低頻湍流分量對(duì)來(lái)流平均風(fēng)速剖面影響甚微。圖3給出了常規(guī)邊界層風(fēng)場(chǎng)、陣風(fēng)邊界層風(fēng)場(chǎng)和TTU現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)風(fēng)場(chǎng)的順風(fēng)向、橫風(fēng)向和豎風(fēng)向湍流剖面的對(duì)比結(jié)果。陣風(fēng)邊界層風(fēng)場(chǎng)的順風(fēng)向湍流強(qiáng)度Iu略大于相應(yīng)的常規(guī)邊界層風(fēng)場(chǎng)的順風(fēng)向湍流強(qiáng)度；而陣風(fēng)邊界層風(fēng)場(chǎng)的橫風(fēng)向湍流強(qiáng)度Iv和豎風(fēng)向湍流強(qiáng)度Iw則與常規(guī)邊界層風(fēng)場(chǎng)的結(jié)果非常接近。CBL-1和CBL-1and Active Gust工況下的順風(fēng)向和橫風(fēng)向湍流強(qiáng)度略小于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值，豎風(fēng)向湍流強(qiáng)度大于實(shí)測(cè)值。

圖3給出了常規(guī)邊界層風(fēng)場(chǎng)、陣風(fēng)邊界層風(fēng)場(chǎng)和TTU現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)風(fēng)場(chǎng)的順風(fēng)向、橫風(fēng)向和豎風(fēng)向湍流剖面的對(duì)比結(jié)果。陣風(fēng)邊界層風(fēng)場(chǎng)的順風(fēng)向湍流強(qiáng)度Iu略大于相應(yīng)的常規(guī)邊界層風(fēng)場(chǎng)的順風(fēng)向湍流強(qiáng)度；而陣風(fēng)邊界層風(fēng)場(chǎng)的橫風(fēng)向湍流強(qiáng)度Iv和豎風(fēng)向湍流強(qiáng)度Iw則與常規(guī)邊界層風(fēng)場(chǎng)的結(jié)果非常接近。CBL-1和CBL-1and Active Gust工況下的順風(fēng)向和橫風(fēng)向湍流強(qiáng)度略小于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值，豎風(fēng)向湍流強(qiáng)度大于實(shí)測(cè)值。表1列出了10m參考高度和3.950m平均屋面高度處（即平坡屋頂高度3.988m與屋檐高度3.912m的平均值）各工況的湍流強(qiáng)度、湍流積分尺度模擬統(tǒng)計(jì)值。CBL-1工況下，平均屋面高度順風(fēng)向湍流強(qiáng)度Iu、橫風(fēng)向湍流強(qiáng)度Iv和豎風(fēng)向湍流強(qiáng)度Iw的均值分別為17.3%、14.7%和9.5%,Iv/Iu、Iw/Iu分別為0.85、0.55;CBL-2工況下，3個(gè)方向的湍流強(qiáng)度均值分別為14.8%、10.7%和8.3%,Iv/Iu、Iw/Iu分別為0.72、0.56；而實(shí)測(cè)平均屋面高度的Iv/Iu、Iw/Iu分別為0.74、0.25。CBL-1和CBL-2工況下的湍流強(qiáng)度比值Iv/Iu差別顯著。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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