بررسی عددی آثار همجواری دو ساختمان بلند با مقطع مستطیلی بر پاسخ آئرودینامیکی

در این مطالعه، اثر همجواری بالادست و پایین دست دو ساختمان بلند یکسان با استفاده از روش مهندسی باد محاسباتی ارزیابی شد. به منظور شبیه سازی های سه بعدی جریان آشفته باد با اعداد رینولدز در بازه ۱۰۴×۴/۱ الی ۱۰۴×۸، مدل آشفتگی شبیه سازی گردابه بزرگ (LES) به کار گرفته شد. پاسخ آئرودینامیکی ساختمان اصلی در حالات مختلف همجواری با استفاده از ضرایب متوسط و نوسانی نیروهای در امتداد باد (طولی) و عمود بر باد (عرضی) و توزیع فشار بررسی شد. به منظور تحلیل نتایج و درک بیشتر از فیزیک مساله، خطوط جریان و تصاویر جریان گردبادی در فضای دوبعدی و سه بعدی ارائه شده و ارتباط آن با نتایج آئرودینامیکی تفسیر شد. با توجه به نتایج، اثر حفاظتی ساختمان همجوار در اغلب حالات همجواری، منجر به کاهش نیروی متوسط وارد بر ساختمان اصلی در امتداد باد در مقایسه با حالت منفرد شد. بسته به موقعیت ساختمان همجوار، نیروی عمود بر باد در ساختمان اصلی، نسبت به ساختمان منفرد دچار افزایش و کاهش گردید. به طوریکه، نیروی برا در حالات همجواری بالادست با فاصله کافی تا ساختمان اصلی، تا ۵۰ درصد افزایش داشته و در حالات همجواری پشت سر هم با فاصله نزدیک، حدودا ۳۷ درصد کاهش یافت. ضریب فشار متوسط در سطح رو به باد حساسیت چندانی نسبت به حالات همجواری نداشت. در حالی که در سطوح جانبی و پشت به باد، این ضریب به شدت تحت تاثیر حالات مختلف همجواری قرار گرفت. با توجه به ثابت بودن نقاط جدایش جریان در گوشه های تیز رو به باد در ساختمان بلند با مقطع مستطیلی و زاویه حمله صفر درجه باد، پارامترهای آئرودینامیکی حاصل، حساسیت و وابستگی ناچیزی نسبت به تغییرات عدد رینولدز در این مطالعه نشان دادند. به نحوی که به ازای تغییرات عدد رینولدز، ضرایب نیروی پسا و برا در حدود ۴ الی ۱۰ درصد دچار تغییر شدند.

Keywords:

مهندسی باد محاسباتی , ساختمان بلند , اثر همجواری , ساختار جریان , پاسخ آئرودینامیکی