【摘 要】
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突如其来的风雪灾害会给人们的生产生活带来巨大的威胁,屋面上大量的不均匀雪荷载会致使房屋结构坍塌。本文回顾了国内外的相关研究,归纳、总结了风致雪漂移的基础理论,从数
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突如其来的风雪灾害会给人们的生产生活带来巨大的威胁,屋面上大量的不均匀雪荷载会致使房屋结构坍塌。本文回顾了国内外的相关研究,归纳、总结了风致雪漂移的基础理论,从数值仿真和风洞试验两方面入手,着重研究屋面积雪分布特征,提出了一种数值模拟方法。本文主要完成了如下几个方面的工作:(1)建立了一种基于FLUENT提供的Mixture两相流模型和准静态方法的数值模拟方法,并同时考虑了积雪预铺和休止角的影响。使用文献中的二维平屋面模型做二维模拟,对这种数值仿真方法进行验证。(2)对三维平屋面进行数值仿真,分析平屋面屋面粒子深度分布特征和模型高宽比对模型屋面粒子深度分布的影响。(3)对三维双坡屋面进行数值仿真,分析双坡屋面粒子深度分布特征和屋面坡度对屋面粒子深度分布的影响。(4)从几何、启动条件、运动以及时间等方面,分析研究风致雪漂移风洞试验应该满足的相似率。(5)使用石英砂作为雪模型的粒子,对三个不同高宽比的三维平屋面和两个不同坡度的双坡屋面进行风洞试验。试验中分别测定了不同名义风速下的流场特征和石英砂的休止角,对两组模型进行了若干组工况下的屋面积雪分布的风洞试验,分别测定了不同风速、不同时间的屋面粒子深度分布,分析不同高宽比对平屋面屋面粒子深度分布的影响和屋面坡度对双坡屋面粒子深度分布的影响。(6)将积雪分布的数值仿真结果与风洞试验的相关结果进行对比分析。
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