风工程数值模拟中平衡大气边界层的研究与应用

【作者】 杨伟； 金新阳； 金海； 赵基达；

【机构】 中国建筑科学研究院建筑结构研究所；

【摘要】 基于RANS方法在风工程数值模拟中构造满足水平均匀性的自保持平衡大气边界层是一个尚未得到很好解释和解决的重要问题。本文从描述湍流运动模式的模型方程本身对这个问题进行了新的研究。首先基于湍流平衡假设,从两方程标准k-ε模型导出一类近似满足大气边界层自保持要求的湍流来流边界条件;接着将此类边界条件运用到模拟钝体建筑结构分离流动具有较好适用性的SSTk-ω湍流模型中,通过数值风洞模拟对比算例,验证了作者提出的边界条件在数值构造自保持平衡边界层中的适用性。通过本文的理论和数值研究,为平衡大气边界层的数值模拟提供了一种新的研究方法和一类新的适用的来流湍流边界条件,有助于指导建立适当的风工程数值模型,从而提高数值模拟结果的精度,因此具有理论和实用价值。更多还原