跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(3.238.225.8) 您好!臺灣時間:2022/08/09 00:59
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:郭敬和
研究生(外文):Kuo Ching Ho
論文名稱:高層建築在紊流場中表面風壓相關性之風洞試驗分析
論文名稱(外文):The Wind Tunnel to Study The Correlations of Surface Wind Pressure of High Rise Building in Turbulent Boundary Layer Flow
指導教授:蕭葆羲蕭葆羲引用關係
指導教授(外文):Bao-Shi Shiau
學位類別:碩士
校院名稱:國立海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:164
中文關鍵詞:風洞相關性風壓高層建築
外文關鍵詞:Wind TunnelCorrelationWind PressureHigh Rise Building
相關次數:
  • 被引用被引用:3
  • 點閱點閱:231
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本文旨在探討高層建築於都市地形紊流場中,表面風壓相關性之風洞試驗分析。實驗過程中,應用環境風洞進行都會區之中性大氣紊流邊界層之模擬。實驗之進行,係將1/500之縮尺模型置於風洞試驗段下游處之風洞轉盤上,以同步取樣的操作方式,量測建築物模型各面上風壓孔測點。並分析研究其彼此間之相關統計特性。
實驗結果指出:
(1) 都會地形迫近流場的模擬,符合於風場與模型之雷諾相似性;且風場特性參數與前人相近,可知所模擬出之流場是可信的。
(2) 迎風面上擾動風壓之機率密度函數近似高斯常態分佈;側風面上擾動風壓之分佈曲線的尾部則因風攻角的改變而有所變化;背風面與頂面上擾動風壓之機率密度函數相較於高斯常態分佈,則顯得較為集中。
(3) 在建物模型之各受風面上,中頻區之風壓能譜分佈均大致和風速頻譜般,呈現慣性次階的現象。此外,當風攻角作0 o、15 o、30 o、45 o的改變時,其能量分佈就各取樣設計組別而言互有增長變化,並於高頻區時有能量跳動顯著的情形發生。
(4) 相關函數分析上,分別就風攻角的變化、受風面的不同、接近或遠離銳緣(leading edge)處作比較討論。結果顯示,在兩受風面上量測表面風壓時,同時取兩面接近銳緣處之測點或同時取兩面遠離銳緣處之測點,在風攻角的改變下,其關係強弱的排列是固定不變的。再者,若在同一高程下,取不同受風面之接近銳緣處之風壓孔測點,其相關性將小於同一高程下取不同受風面之遠離銳緣處之風壓孔測點。
The experiments are conducted on the wind tunnel to study the correlations of surface wind pressure of high rise building in the urban terrain type of neutral turbulent boundary layer flow. The geometric scale of 1/500 of square prismatic model is used in the wind tunnel experiment.
Results show that the simulated neutral turbulent boundary layer flow is good in comparison with Counihan’s field data and Von Karman spectrum equation. In the present study, the probability density function (PDF) of fluctuating wind pressure is presented. The wind pressure spectrum and cross spectrum for different measured surface taps are also presented. Wind attack angles on the building surface pressure variations are measured and analyzed.
目錄
摘要 i
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vii
符號說明 11
第一章 緒論 15
1-1 前言 15
1-2 文獻回顧 16
1-3 研究動機及目的 18
1-4 研究方法及內容 19
第二章 紊流邊界層模擬與分析原理 22
2-1 大氣紊流邊界層 22
2-1-1 平均風速剖面(Mean Wind Velocity — Wind Profile) 23
2-1-2 紊流強度(Turbulent Intensity) 26
2-1-3 雷諾應力(Reynolds Stress) 28
2-1-4 紊流尺度(Turbulent Scale) 29
2-1-5 紊流頻譜(Turbulent Spectrum) 30
2-2 風洞模擬之相似性法則 32
2-3 阻塞比效應(Blockage Ratio) 35
2-4 風對結構物之作用 36
2-4-1 鈍體(Bluff Body) 36
2-4-2分離現象(Separation) 37
2-4-3 再接觸現象(Reattachment) 37
2-4-4 渦散作用(Vortex Shedding) 37
2-5風場反應量測 38
2-5-1 熱流速儀 38
2-5-2 X型熱線探針應用與訊號處理分析 39
2-5風壓反應量測 40
2-6 隨機數據理論與分析原理 42
第三章 實驗設置與方法 45
3-1 大氣環境風洞 45
3-1-1 整流段 45
3-1-2 收縮段 46
3-1-3 試驗段 46
3-1-4 動力段 46
3-2 風速量測儀器 47
3-2-1 IFA300恆溫式熱線流速儀 47
3-2-2 熱線探針 47
3-2-3 數位類比轉換器 48
3-2-4 熱偶溫度計 48
3-2-5 孔口噴流校正儀與差壓計 48
3-2-6 天車 49
3-3 風壓量測儀器 49
3-3-1 FCO352 50
3-3-2 FCO352之操作應用 51
3-4 實驗模型 51
3-5 實驗方法 52
3-5-1 迫近流場之模擬 52
3-5-2 熱線探針之校正模式 53
3-5-3 FCO352之校正模式 56
3-5-4 數據量測及採樣技巧 56
第四章 實驗結果與分析討論 60
4-1 迫近流場模擬 60
4-1-1 平均風速剖面(Mean Wind Velocity — Wind Profile) 61
4-1-2 紊流強度(Turbulent Intensity) 62
4-1-3 雷諾應力(Reynolds Stress) 62
4-1-4 紊流頻譜(Turbulent Spectrum) 62
4-2 表面風壓量測 63
4-2-1機率密度函數分析(p.d.f) 64
4-2-2 風壓自(頻)譜分析(Sxx) 65
4-2-3 風壓交(頻)譜分析(Sxy) 66
4-2-4 相關函數分析(γ2) 69
第五章 結論與建議 72
5-1 結論 72
5-2 建議 73
參考文獻 74
附圖 77
1. Cesar Farell , and Arun K.S. Iyengar. (1999). “Experiments on the wind tunnel simulation of atmospheric boundary layers” Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics 79, pp.11-35.
2. Comete-Bellot, Strohl. G. A., and Alcaraz. E. (1971). “On Aerodynamic Caused by Single Hot-Wire Probes” Transaction of the ASME, Journal of Applied Mechanics, pp. 767~774.
3. Counihan. J. (1975). “Adiabatic Atmospheric Boundary Layers: A Review and Analysis of the Data from the Period 1880-1972” Atmospheric Environment, Vol. 9, pp. 871~905.
4. Davenport. A. G. (1965). ” The relationship of wind structure to wind loading” Proceedings of symposium on wind effects on building sand structures, pp53~102.
5. Kawai. H. (1983). “Pressure fluctuations on square prisms: applicability of strip and quasi-steady theories” Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, 13, pp.197~208.
6. Tieleman. H. W. (1997). “Wavelet analysis of the relation between atmospheric wind and pressure fluctuations on a low-rise building” Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, 69-71, pp.647~655.
7. Hunt. A. (1982). “Wind Tunnel Measurement of Surface Pressure on Cubic Building Models at Several Scales” Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, Vol.10, pp.137~163.
8. Huot. J.P., Rey. C., and Arbey. H. (1986). “Experimental analysis of the pressure field induced on square cylinder by a turbulent flow” Journal of Fluid Mechanics, Vol.162, pp.283~298.
9. Tieleman. H.W., Reinhold. T.A., and Hajj. M.R. (1997). “Importance of Turbulence for the Prediction of Surface Pressure on low-rise Structures” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.69-71, pp.519~528.
10. Iyengar. A. K. S. (1997). “Effect of turbulence and its Scales on the pressure distributions on three-dimensional square prisms” University of Minnesota.
11. Kaimal. J. C. et al. (1972). “Spectral Characteristics of Surface-Layer Turbulence” J.Royal Meteorol . Soc., Vol. 98, pp.563-589.
12. Jorgensen. F. E. (1971). “Directional Sensitivity of Wire and Fiber Film Probe” DISA Information 11, pp. 31~37.
13. Kareem. A., and Cermark. J. E. (1984). “Pressure fluctuations on a square building model in boundary-layer flows” Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, Vol.16, pp.17~41
14. Maeda. J., and Makino. M. (1988). “Power Spectra of Longitudinal and Lateral Wind Speed Near The Ground In Strong Wind” Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, Vol. 28, pp.31-40
15. Melbourne. W. H. (1980). “Comparison of Measurements on the CAARC Standard Tall Building Model in Simulated Model Wind Flows” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 6, pp.73~88.
16. Sill. B. L., Cook. N. J., and Fang. C. (1992) “The Aylesbury Comparative Experiment: A final report” Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, Vol. 41-44, pp.1553~1564.
17. Simiu. E., and Scanlan. R. H. (1986). “Wind Effect on Structures” Wiley Interscience, John Wiley & Sons, second edition.
18. Wacke. J., and Partner. “Local Wind Pressures for Rectangular Buildings in Turbulent Boundary Layers”, Wind Climate in Cities, pp185~207.
19. Yasushi Uematsu, and Nicholas Isyumov. (1999). “Wind Pressure acting on low-rise buildings”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol 82, pp.1~25.
20. 汪群從 (1983) “大氣邊界層風洞中建築物比較實驗之研究” 行政院國家科學委員會研究計畫研究報告, NSC-72-0414-P-011-02, AEWT001。
21. 蔡益超,陳瑞華,項維邦 (1996) “建築物風力規範條文、解說及適範例之研訂”, 中華民國結構工程學會。
22. 蕭葆羲 (1997) “都市地區建築物風環境及風壓之風洞模擬試驗研究”, 中華民國建築學報, Journal of Architecture, 第21期, pp.59~72。
23. 莊威男 (2000) “超高層建築在紊流邊界層中表面風壓分佈之風洞試驗研究” 國立海洋大學河海工程研究所碩士論文。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top