建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓理論

1、建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓理論 1邊界層理論 1.1邊界層理論的概念 物理學(xué)家朗普特認(rèn)為邊界層具有如下特點：當(dāng)流體處于大雷諾數(shù)條件中舉行運動時，可以認(rèn)為流體的導(dǎo)熱作用和粘性是在流體自身表面的薄層中發(fā)生的，這個薄層就是邊界層。按照上述特點，可以借助流體的相關(guān)參數(shù)將流體的傳熱邏輯和阻力大小判斷出來。 1.2邊界層理論的分析方法 大雷諾數(shù)的流淌區(qū)域被流體邊界層劃分成兩個不同的區(qū)域，其中，外部區(qū)域不存在粘性問題，因此可以將其稱之為無粘性流淌區(qū)；而另一區(qū)域處于流體粘性的作用下，因此其分析難度相對較高。對此，可以將該區(qū)域（或粘性流體）的分析方法決定為：在不考慮大雷諾數(shù)條件中熱傳導(dǎo)和粘性的基礎(chǔ)上，決定出流場。利用流場

2、因素將物體便面的溫度分布狀況、壓力參數(shù)以及速度參數(shù)等估算出來。當(dāng)上述計算過程結(jié)束之后，可以將物體速度、溫度分布狀況等作為邊界層的外邊界條件，進(jìn)而為粘性流體的分析供應(yīng)數(shù)據(jù)參考。 1.3邊界層理論中的能量耗散 邊界層理論認(rèn)為：當(dāng)邊界層從物體表面分別出來時，其原本接觸位置會產(chǎn)生回流現(xiàn)象。該現(xiàn)象的原理為：倘若邊界層的外流壓力漸漸增強，且方向與氣流流淌方向相同時，黏性阻力的作用及反方向的逆向作使勁會引發(fā)流體動量的變化（漸漸降低）。此時，當(dāng)邊界層消失分別變化時，將會在物體表面形成一定尺寸的漩渦，同時引發(fā)能量耗散（能量耗散參數(shù)大小與漩渦有關(guān)）。 2建造結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓理論分析 這里主要從以下幾方面入手，對邊界層

3、理論下的建造結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓理論舉行分析： 2.1建造內(nèi)壓的變化原理方面 出于通風(fēng)、利用自然光芒等緣由，建造結(jié)構(gòu)中通常包含著多個開孔。當(dāng)外界環(huán)境中消失強風(fēng)時，建造內(nèi)會產(chǎn)生風(fēng)致內(nèi)壓，這種因素會引發(fā)建造總風(fēng)荷載的變化。在強風(fēng)作用下，外部環(huán)境中的氣流通過建造結(jié)構(gòu)的各個開孔舉行流通，此時，建造內(nèi)壓將會產(chǎn)生極為顯然的變化。當(dāng)強風(fēng)達(dá)到一定程度時，建造物可能會消失玻璃幕墻破裂、建造物崩塌等事故。 2.2建造結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓的分析工具 通過對以往學(xué)者研究的分析可知：大多數(shù)學(xué)者利用非定常伯努利方程作為分析建造結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓的工具2。事實上，這種工具的適用于無旋流體流淌、不行壓且流體沒有粘性的分析環(huán)境中。而就建造結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)

4、壓而言，氣流在建造內(nèi)部的流通會產(chǎn)生旋流氣體，且這種流體具有一定的粘性。為了保證建造結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓分析結(jié)果的精確性，這里將邊界層理論作為風(fēng)致內(nèi)壓的分析工具（邊界層理論的適用范圍與風(fēng)致內(nèi)壓的特點相符）。 2.3邊界層理論下的建造結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓 無論湍流強度大小如何，當(dāng)其進(jìn)入存在開孔的建造內(nèi)部之后，會在開孔的作用下轉(zhuǎn)化成湍流。在建造結(jié)構(gòu)中，可以將其開孔位置的氣流特性描述為：在建造內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，氣流的流通不會與建造壁面產(chǎn)生接觸3。從這個角度來講，可以認(rèn)為氣流在建造結(jié)構(gòu)內(nèi)部的流通不會受到建造邊界約束作用的影響。與湍流應(yīng)力相比，建造開孔位置氣流的黏性應(yīng)力相對較小。因此，在實際分析過程中，可以忽視氣流的黏性應(yīng)力參

5、數(shù)。除此之外，在開孔位于建造墻面中間位置的狀況下，當(dāng)作用于建造結(jié)構(gòu)的來流域迎風(fēng)面為垂直關(guān)系時，氣流流淌方向的尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于與該方向垂直的尺度參數(shù)。 2.4基于風(fēng)致內(nèi)壓的建造能量損失 部分學(xué)者在分析建造結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓的過程中指出：黏性剪切應(yīng)力的存在會使得處于建造結(jié)構(gòu)開孔位置的流體產(chǎn)生能量耗散變化。為了越發(fā)準(zhǔn)確地推斷出建造結(jié)構(gòu)開孔位置的能量耗散參數(shù)，可以作出如下分析：將邊界層理論引入建造結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓的分析過程之后，可以推斷出：基于強風(fēng)產(chǎn)生的氣流流淌至建造結(jié)構(gòu)的開孔位置時，會產(chǎn)生相應(yīng)的湍流應(yīng)力，而來自氣流粘性的黏性剪切應(yīng)力參數(shù)顯著低于湍流應(yīng)力參數(shù)。當(dāng)氣流通過建造表面的開孔進(jìn)入建造內(nèi)部的瞬間，建造表面開孔位置的四周會產(chǎn)生旋渦。在旋渦的作用下，建造結(jié)構(gòu)開孔位置處于靜止?fàn)顟B(tài)的流體味被旋渦產(chǎn)生的湍流射流卷入旋渦中，并隨著這兩種氣流漸漸流通至建造結(jié)構(gòu)的下部位置4。為了推斷黏性剪切應(yīng)力與能量耗散參數(shù)之間的關(guān)系，利用邊界層理論分析方法對二者舉行具體對照。對照結(jié)果表明：建造結(jié)構(gòu)開孔位置的黏性剪切應(yīng)力參數(shù)大于能量耗散參數(shù)。 3結(jié)束語 通過對現(xiàn)有研究資料的分析可以發(fā)覺：大部分學(xué)者在分析建造結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓的過程中，都會將非定常伯努利方程作為基本工具。建造結(jié)構(gòu)風(fēng)致內(nèi)壓的特別性（有旋、有黏性）對非定常伯努利方程所得研究結(jié)果的精確性產(chǎn)生了一定干擾。為了更好地分析風(fēng)致內(nèi)壓，可以利用邊界層理論替換原