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Simulación numérica sobre la amplificación de la velocidad del viento en edificios de gran altura con aberturas

Autores: Gu, Ziqi; Chen, Fubin; Zhu, Yuzhe; Mei, Yu; Wang, Zhanli; Xu, Linfeng; Li, Yi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Influencia
Cargas de viento
Velocidades del viento
Aperturas
Dirección X
Dirección Y

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 6

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para explorar la influencia de las aberturas en las cargas de viento y las velocidades del viento en edificios de gran altura, se simuló numéricamente el flujo de viento alrededor de cilindros cuadrados tridimensionales (3D) con una relación de aspecto de ancho/altura de 1:6 utilizando el método de simulación de grandes remolinos (LES) a través de la plataforma Fluent 15.0. Se tomaron en consideración las medidas de apertura en la dirección X, dirección Y y ambas direcciones. En primer lugar, se verificó el método de síntesis de turbulencia de entrada y los ajustes de parámetros para LES comparando los resultados de simulación de cilindros cuadrados estándar con los de experimentos en túneles de viento, y se determinaron las condiciones de contorno óptimas. Luego, se extrajo la velocidad del viento y se comparó con la velocidad media del viento de entrada a la misma altura para analizar la influencia de diferentes medidas de apertura en la velocidad del viento de entrada estableciendo puntos de monitoreo en los agujeros abiertos. Finalmente, se analizó el mecanismo subyacente al efecto de la forma de la apertura en las cargas de viento y las velocidades del viento desde la perspectiva del campo de flujo promedio en el tiempo y el flujo transitorio. Los resultados muestran que las aberturas en la dirección X afectan la magnitud y distribución de las presiones del viento en la superficie al cambiar la separación del flujo y la reatachamiento del flujo. El efecto de tubo estrecho puede aumentar significativamente la velocidad del viento, mientras que las aberturas en la dirección Y no tienen un efecto de mejora obvio en las presiones del viento en la superficie de la estructura. Las velocidades del viento en los agujeros abiertos se reducen considerablemente debido al efecto de blindaje, y las presiones del viento también se reducen para las aberturas en la dirección Y. En los agujeros de apertura en la dirección X, la velocidad del viento en el punto de monitoreo aumenta, mientras que disminuye en los agujeros abiertos en dirección cruzada. En general, la medida de aberturas en la dirección X puede mejorar considerablemente la carga de viento de la estructura en comparación con las aberturas en la dirección Y, y puede proporcionar una buena referencia para la generación de energía eólica en edificios de gran altura.

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