风驱雨CFD模拟及平均雨荷载计算方法研究

• 作者: 杨俊涛 楼文娟
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 风驱雨 雨荷载 离散相 冲量定理
• 年，卷（期）: 2011,（5）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 600-606
• 分类号: TU973+.33
• 字数: 4711字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0258-1825.2011.05.011

摘要

基于谐波叠加法,用Kaimal谱生成空旷场地的脉动风速时程,将脉动风速时程作为流场CFD模拟的速度入 口.采用分离涡模型模拟脉动风场并用离散相模拟雨滴颗粒,通过风雨耦合的CFD模型,获得雨滴落在输电塔各高度处的雨滴速度以及时间,并依据冲量定理和冲量等效原则,提出了任一时距的平均雨荷载计算方法.以176m高的输电塔为例,计算出作用在输电塔上以0.25s为时距的平均雨荷载.研究了水平风速和降雨强度对平均雨荷载的影响,结果显示:水平平均雨荷载随水平风速和降雨强度的增加而增加,但水平平均雨荷载与风荷载的比值沿高度增加而递减；尽管单粒雨滴荷载较大,但作用时间只有大约1×10-5s,依据冲量等效原则计算得出在一定时距内的平均雨荷载较小；对于本文算例,平均雨荷载与平均风荷载的比值不超过2.6％.