Analiza porównawcza ciśnienia wiatru na budynek na podstawie badań tunelowych, symulacji komputerowych i norm projektowych

• Autorzy: Szkobodziński M. , Miedziałowski Cz.

Warianty tytułu

EN

Comparative analysis of wind pressure on a building based on wind tunnel study, computer simulations and design standards

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule poruszono temat ustalania obciążenia wiatrem budowli za pomocą symulacji komputerowych (CFD), badań tunelowych i ich porównanie do wytycznych normowych. Opisano podstawowy zakres teorii związanej z symulacjami CFD i wybrane modele turbulencji. Porównanie współczynników ciśnienia wiatru uzyskanych z badań tunelowych, symulacji komputerowych i modeli normowych przedstawiono na dwóch przykładach: budynku o dachu dwuspadowym i budowli o kształcie walca kołowego.

EN

The paper aim is to determine the wind loads on buildings by means of computer simulation (CFD), wind tunnel measurements and their comparison to the standard guidelines. The basic range of the theory with CFD simulations and selected models of turbulence are described. Comparison of wind pressure factors received from: wind tunnel research, computer simulations and the standard guidelines is shown on two examples: building with a pitched roof and structure in the shape of a circular cylinder.

Słowa kluczowe

PL

obciążenie wiatrem; model normowy; tunel aerodynamiczny; komputerowa mechanika płynów

EN

wind load; standard model; aerodynamic tunnel; computer fluid mechanics

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej
• Czasopismo: Budownictwo i Inżynieria Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 8, no. 2
• Strony: 87--95
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szkobodziński M.

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45 E, 15-351 Białystok

autor

Miedziałowski Cz.

• Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45 E, 15-351 Białystok

Bibliografia

• Achenbach E. (1968). Distribution of local pressure and skin friction around a circular cylinder in cross-flow up to Re= 5 x 106. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 34, 625-639.
• Biegus A. (2010). Projektowanie konstrukcji budowlanych według Eurokodów: zeszyt 1 część 2 – oddziaływania na konstrukcje. Zeszyty edukacyjne Buildera.
• Błazik-Borowa E. (2008). Problemy związane ze stosowaniem modelu turbulencji k-e do wyznaczania parametrów opływu budynków. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin.
• Bogusławski A., Drobniak S., Tyliszczak A. (2008). Turbulencja – od losowości do determinizmu. Modelowanie inżynierskie, Vol. 36, 41-48.
• Catalano P., Wang, M., Iaccarino G., Moin P. (2002). Numerical simulation of the flow around a circular cylinder at high Reynolds numbers. International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 24, 463-469.
• Cook N. (2007). Designers’ Guide to EN 1991-1-4 Eurocode 1: Actions on structures, general actions part 1-4. Wind actions. Thomas Telford Publishing, Londyn.
• Davenport A.G. (2007). Wind tunnel testing: a general outline. A.G. Davenport Wind Engineering Group, University of Western Ontario, Ontario.
• Elsner J.W. (1987). Turbulencja przepływów. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa.
• Krishnan V., Squires K.D. (2006). Prediction of the flow around a circular cylinder at high Reynolds number. Proceeding of the 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 9-12 January 2006, Reno.
• Launder B. E., Spalding D.B. (1973). The numerical computation of turbulent flows. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 3, 269-289.
• Li Q.S., Fu J.Y., Xiao Y.Q., Li Z.N., Ni Z.H., Xie Z.N., Gu M. (2006). Wind tunnel and full-scale study of wind effects on China’s tallest building. Engineering Structures, Vol. 28, 1745-1758.
• Lipecki T. (2015). Struktura wiatru i badania modelowe obciążenia wiatrem budowli prostopadłościennych. Politechnika Lubelska, Lublin.
• Mamou M., Cooper K.R., Benmeddour A., Khalid M., Fitzsimmons J., Sengupta R. (2008). Correlation of CFD predictions and wind tunnel measurements of mean and unsteady wind loads on a large optical telescope. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 96, 793-806.
• Merrick R., Bitsuamlak G. (2008). Control of flow around a circular cylinder by the use of surface roughness: A computational and experimental approach. Proceeding of the 4th International Conference Advances on Wind and Structures (AWAS08), Jeju.
• Nowicki T. (2015). The Discrete Vortex Method for estimating how surface roughness affects aerodynamic drag acting on a long cylinder exposed to wind. Czasopismo Techniczne Budownictwo 2-B/2015, Politechnika Lubelska, Lublin.
• Nunen J.V. (1974). Pressure and forces on a circular cylinder in a cross flow at high Reynolds numbers. Flow Induced Structural Vibrations, Springer-Verlag, Berlin, 748-754.
• Pereira J.D. (2011). Wind tunnels: aerodynamics, models and experiments. Nova Science Publishers, Nowy York.
• Roshko A. (1960). Experiments on the flow past a circular cylinder at very high Reynolds number. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 10, No. 3, 345-356.
• Saeedi M., Lepoudre P., Wang B.C (2012). Direct Numerical Simulation of flow around a surface-mounted square-section cylinder with AR=4. Proceedings of the 20th Annual Conference of the CFD Society of Canada, Canmore.
• Smagorinsky J. (1963). General circulation experiments with the primitive equations. Monthly Weather Review, Vol. 91, No. 3, 99-164.
• Tominaga Y., Akabayashi S., Kitahara T., Arinami Y. (2015). Air flow around isolated gable-roof buildings with different roof pitches: Wind tunnel experiments and CFD simulations. Building and Environment, Vol. 84, 204-213.
• Travin A., Shur M., Strelets M., Spalart P. (1999). Detached Eddy Simulations past a circular cylinder. Flow, Turbulence and Combustion, Vol. 63, 293-313.
• Warschauer K.A., Leene J.A. (1971). Experiments on mean and fluctuating pressures of circular cylinders at cross flow at very high Reynolds numbers. Proceedings of the International Conference on Wind Effects on Buildings and Structures, Tokyo, 305-315.
• Wilcox D.C. (1993). Turbulence modeling for CFD. DCW Industries, La Canada.
• Yeon S.M. (2014). Large-eddy simulation of sub-, critical and super-critical Reynolds number flow past a circular cylinder. PhD thesis, University of Iowa, Iowa.
• Yi J., Li Q. S. (2015). Wind tunnel and full-scale study of wind effects on a super-tall building. Journal of Fluids and Structures, Vol. 58, 236-253.
• Zhiyin Y. (2015). Large-eddy simulation: past, present and the future. Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 28, 11-24.
• Żurański J.A. (1978). Obciążenia wiatrem budowli i konstrukcji. Arkady, Warszawa.
• Żurański J.A. (2005). Wpływ warunków klimatycznych i terenowych na obciążenie wiatrem konstrukcji budowlanych. Wydawnictwa Instytutu techniki Budowlanej, Warszawa.
• Żurański J.A. (2010). Oddziaływania wiatru na konstrukcje budowlane w ujęciu nowej normy PN-EN 1991-1-4:2008. Inżynieria i Budownictwo, 7/2010, 360-367.
• Żurański J.A., Gaczek M. (2010). Obciążenie wiatrem budynków w ujęciu normy PN-EN 1991-1-1:2008. Inżynieria i Budownictwo, 9/2010, 494-501.
• Żurański J.A., Gaczek M. (2011). Oddziaływania klimatyczne na konstrukcje budowlane według Eurokodu. Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa.