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龙卷风

龙卷风,又名龙吸水。龙卷风因与古代神话里从波涛中窜出、腾云驾雾的龙很相像而得名。它还有不少别名,如"龙摆尾  (本文共1页) 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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移动龙卷风对低矮建筑物风荷载特性研究

龙卷风是一种具有范围尺度小、经历时间短、具有移动性、活动区域广的自然灾害现象。学者们主要利用现场实测、理论分析、风洞试验与数值模拟方法对龙卷风进行有效的研究。本文采用CFD数值模拟方法研究了移动龙卷风风场生成方法及其对建筑物风荷载的影响。具体研究内容如下:以Spencer龙卷风实测值作为入口边界条件,研究网格类型和数量、湍流模型、地表粗糙和粗糙高度等因素对龙卷风的影响规律,从而建立了高精度的龙卷风风场数值模型,为下一步研究风场演变机制和建筑物的龙卷风荷载奠定基础。在上文建立的数值模型基础上,改变龙卷风风场的入口风速与入射角剖面,研究其最大切向速度和核心半径的变化规律,进而获得在不同尺度和不同强度下的龙卷风风场演变机制。在EF3级静止龙卷风风场中,研究位于不同径向位置的建筑物、不同开孔形式和开孔率的建筑物、不同屋面坡度的建筑物在不同转角下的表面风压系数分布和风场的涡核心区图、速度矢量、迹线图,分析龙卷风对建筑物的荷载特性与破坏机制...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
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基于流固耦合核电常规岛龙卷风荷载的数值模拟

龙卷风是一种由空气对流产生的强烈旋风,破坏力极大。在我国,由于龙卷风的发生概率较低,《建筑结构荷载规范》中尚未包含相关的抗龙卷风设计要求。但对于核电厂、火电厂等结构,一旦破坏,将对国民经济将造成巨大影响。故在其设计中,必须考虑在其设计使用年限中可能遭受到的龙卷风荷载。为了更真实地重现结构与龙卷风场的相互作用,本文利用ANSYS-CFX软件对核电常规岛主厂房钢框架结构与三维龙卷风场的流固耦合效应进行了 CFD数值模拟,并就结构在龙卷风风场作用下的龙卷风荷载及位移响应进行了研究。之后,就结构在不同方位角下的龙卷风荷载的变化规律进行了研究,以便为结构的抗龙卷风设计提供参考。首先,基于计算流体力学理论,利用ANSYSCFX计算流体力学软件建立了龙卷风场的数值模型,并就数值模拟结果进行过分析,结果表明:数值风场的切向风速和气压降沿径向的变化规律与雷达实测数据和Rankine涡模型的变化规律相同。因此,该数值模拟模拟龙卷风场是可靠的。之后,...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
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大跨越输电塔结构在龙卷风作用下的响应分析

龙卷风是一种伴随着高速旋转的漏斗状云柱的强风涡旋,发生的概率较低,但破坏力巨大。大跨越输电塔结构是重要的生命线电力工程设施,具有数量大、分布广等特点,容易遭受龙卷风的袭击,其破坏将导致供电系统的瘫痪甚至引发火灾等严重后果,造成重大经济损失。美国输电塔设计规范已考虑龙卷风等极端气象荷载,我国相关设计规范尚未涉及。为保障龙卷风多发地区电网运行安全,进行输电线路的龙卷风荷载及抗风研究具有重要的理论和实用价值。本文利用计算流体动力学(CFD)模拟技术和规范方法,研究龙卷风数值风场的生成和其作用于大跨越输电塔结构的静态荷载和考虑龙卷风移动效应的动态荷载,分析典型工况下输电塔结构的响应。首先,研究利用CFD模拟技术建立龙卷风数值风场的方法。根据龙卷风的试验模拟文献,并参考前人的数值模拟方法,建立了相应于缩尺龙卷风发生装置的CFD数值模型。模拟结果表明数值风场的切向速度的分布与Rankine涡模型及试验测量的风速分布吻合较好,验证了缩尺龙卷风...  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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龙卷风荷载对建筑物的致灾机理研究

龙卷风作为小范围灾害性的自然天气现象,具有水平尺度小、移动速度快、持续时间短等特点;作为风灾之一,龙卷风活动区域广泛,几乎遍及全球。强烈的龙卷风暴会对各类建筑物与生态环境产生极大的破坏,其危害主要由以下几个方面造成:一是极高风速的冲击作用,二是龙卷风中心通过时产生的压力骤降,三是风致飞射物引起的撞击。本文采用CFD数值模拟和流固耦合模拟方法,分析建筑的风荷载分布与变形响应,最后考虑沙粒在风场中的飞行行为。主要的研究内容如下:建立龙卷风数值模型,以Spencer龙卷风雷达实测数据作为入口边界条件,考虑地表粗糙度的影响,基于CFD数值模拟方法生成龙卷风风场,通过改变入口风速剖面和入射角获得不同尺度和不同强度的龙卷风风场,从中选取与国内记载发生的龙卷风风速接近的龙卷风风场,分析低矮建筑物在风场不同位置处的风荷载分布特征。利用ANSYS软件建立建筑物的有限元模型,考虑建筑为钢框架-钢板组合墙结构,构造结构材料属性与构件尺寸,对模型进行模...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
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龙卷风作用方位对结构的荷载影响研究

不同于常规风,龙卷风是一种高速旋转的小尺度系统,其破坏力极强。由于龙卷风发生的概率较低,目前在我国,一般的建筑结构设计规范和标准尚未包含抗龙卷风的设计要求。但对损坏后果特别严重的设施(如核电站)进行设计时,则必须考虑龙卷风的影响,以保证其有足够的抵抗力。龙卷风风场中风速与风压分布极不均匀,存在着很大的速度梯度与压力梯度,因此结构相对风场的方位对其所受的龙卷风荷载有很大的影响。本文采用CFD数值模拟技术,研究结构表面风压与其所处风场位置以及受龙卷风不同作用方位角的关系。考虑龙卷风荷载的这两种影响因素,对研究结构所承受的最不利工况是十分必要的,也为重大工程结构的抗龙卷风设计提供一定的参考价值。利用CFD数值模拟技术建立龙卷风的数值模型,并尝试建立起一种开放式龙卷风试验装置。结果显示,数值模拟风场的切向速度与兰金涡流模型吻合地很好,而测得的试验风场的风速分布在涡核内与数值模拟结果及实际龙卷风观测值有一定差别,涡核外结果则接近一致,说明...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>