建筑结构风致内压理论

1、建筑结构风致内压理论 1边界层理论 1.1边界层理论的概念 物理学家朗普特认为边界层具有如下特点：当流体处于大雷诺数条件中举行运动时，可以认为流体的导热作用和粘性是在流体自身表面的薄层中发生的，这个薄层就是边界层。按照上述特点，可以借助流体的相关参数将流体的传热逻辑和阻力大小判断出来。 1.2边界层理论的分析方法 大雷诺数的流淌区域被流体边界层划分成两个不同的区域，其中，外部区域不存在粘性问题，因此可以将其称之为无粘性流淌区；而另一区域处于流体粘性的作用下，因此其分析难度相对较高。对此，可以将该区域（或粘性流体）的分析方法决定为：在不考虑大雷诺数条件中热传导和粘性的基础上，决定出流场。利用流场

2、因素将物体便面的温度分布状况、压力参数以及速度参数等估算出来。当上述计算过程结束之后，可以将物体速度、温度分布状况等作为边界层的外边界条件，进而为粘性流体的分析供应数据参考。 1.3边界层理论中的能量耗散 边界层理论认为：当边界层从物体表面分别出来时，其原本接触位置会产生回流现象。该现象的原理为：倘若边界层的外流压力渐渐增强，且方向与气流流淌方向相同时，黏性阻力的作用及反方向的逆向作使劲会引发流体动量的变化（渐渐降低）。此时，当边界层消失分别变化时，将会在物体表面形成一定尺寸的漩涡，同时引发能量耗散（能量耗散参数大小与漩涡有关）。 2建造结构风致内压理论分析 这里主要从以下几方面入手，对边界层

3、理论下的建造结构风致内压理论举行分析： 2.1建造内压的变化原理方面 出于通风、利用自然光芒等缘由，建造结构中通常包含着多个开孔。当外界环境中消失强风时，建造内会产生风致内压，这种因素会引发建造总风荷载的变化。在强风作用下，外部环境中的气流通过建造结构的各个开孔举行流通，此时，建造内压将会产生极为显然的变化。当强风达到一定程度时，建造物可能会消失玻璃幕墙破裂、建造物崩塌等事故。 2.2建造结构风致内压的分析工具 通过对以往学者研究的分析可知：大多数学者利用非定常伯努利方程作为分析建造结构风致内压的工具2。事实上，这种工具的适用于无旋流体流淌、不行压且流体没有粘性的分析环境中。而就建造结构风致内

4、压而言，气流在建造内部的流通会产生旋流气体，且这种流体具有一定的粘性。为了保证建造结构风致内压分析结果的精确性，这里将边界层理论作为风致内压的分析工具（边界层理论的适用范围与风致内压的特点相符）。 2.3边界层理论下的建造结构风致内压 无论湍流强度大小如何，当其进入存在开孔的建造内部之后，会在开孔的作用下转化成湍流。在建造结构中，可以将其开孔位置的气流特性描述为：在建造内部结构中，气流的流通不会与建造壁面产生接触3。从这个角度来讲，可以认为气流在建造结构内部的流通不会受到建造边界约束作用的影响。与湍流应力相比，建造开孔位置气流的黏性应力相对较小。因此，在实际分析过程中，可以忽视气流的黏性应力参

5、数。除此之外，在开孔位于建造墙面中间位置的状况下，当作用于建造结构的来流域迎风面为垂直关系时，气流流淌方向的尺度远远高于与该方向垂直的尺度参数。 2.4基于风致内压的建造能量损失 部分学者在分析建造结构风致内压的过程中指出：黏性剪切应力的存在会使得处于建造结构开孔位置的流体产生能量耗散变化。为了越发准确地推断出建造结构开孔位置的能量耗散参数，可以作出如下分析：将边界层理论引入建造结构风致内压的分析过程之后，可以推断出：基于强风产生的气流流淌至建造结构的开孔位置时，会产生相应的湍流应力，而来自气流粘性的黏性剪切应力参数显著低于湍流应力参数。当气流通过建造表面的开孔进入建造内部的瞬间，建造表面开孔位置的四周会产生旋涡。在旋涡的作用下，建造结构开孔位置处于静止状态的流体味被旋涡产生的湍流射流卷入旋涡中，并随着这两种气流渐渐流通至建造结构的下部位置4。为了推断黏性剪切应力与能量耗散参数之间的关系，利用边界层理论分析方法对二者举行具体对照。对照结果表明：建造结构开孔位置的黏性剪切应力参数大于能量耗散参数。 3结束语 通过对现有研究资料的分析可以发觉：大部分学者在分析建造结构风致内压的过程中，都会将非定常伯努利方程作为基本工具。建造结构风致内压的特别性（有旋、有黏性）对非定常伯努利方程所得研究结果的精确性产生了一定干扰。为了更好地分析风致内压，可以利用边界层理论替换原