风阻效应对建筑（群）风驱雨的影响特性研究

摘要

风驱雨(Wind-Driven Rain，简称WDR)是建筑壁面最重要的水分来源之一，与建筑耐久性和湿热性能密切相关，对建筑有诸多不良影响如墙面渗水、径流污染等。研究掌握建筑表面WDR雨强分布特性是彻底改善或解决上述问题的基础和前提。
　　建筑对风场的扰动作用及其所致近壁面区域来流方向上的风速降低称为风阻效应。风阻效应是决定建筑表面WDR雨强分布的重要因素之一。对不同尺度的建筑，其风阻效应对建筑WDR的影响强弱有显著差异。目前关于风阻效应对建筑WDR影响的研究尚不充分。一方面，缺乏考虑建筑尺度的系统性变化;另一方面，针对风阻效应对WDR雨强的影响在建筑表面不同位置的差异性，也缺乏相关研究。本文在Euler-Euler框架下描述WDR场，通过Fluent UDF编程实现基于欧拉多相流(EM)模型的求解稳态WDR场的数值模拟方法，在参考开放数据库中实测案例对方法进行有效性验证的前提下，模拟并分析:(1)不同尺度孤立建筑的风阻效应对自身迎风立面WDR雨强的影响;(2)当2幢等宽建筑沿来流方向前后布局时，不同高度的下游建筑对上游建筑迎风立面和屋面WDR雨强的影响。研究表明:(1)孤立建筑的风阻效应对自身迎风立面WDR雨强有削减作用，且削减程度随建筑尺度（迎风立面高或宽）的增大而增强;(2)较高下游建筑的风阻效应使上游建筑迎风立面WDR雨强减小，屋面WDR雨强增大，且增减幅度随下游建筑高度的增加而增大。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．2．1 现场实测

1．2．2 半经验方法

1．2．3 CFD数值模拟

1．3 本文研究内容

1．4 课题来源

第二章 基于EM的WDR数值模拟方法

2．1 基本假设

2．2 WDR控制方程

2．2 雨相边界条件

2．2．1 入口(In)边界

2．2．2 顶面(Top)边界

2．2．3 两侧(Symmetry)边界

2．2．4 地面(Ground)和出口(Out)边界及建筑物表面

2．3 WDR参数

2．4 计算策略及编程实现

第三章 数值模拟方法有效性验证

3．1 建筑模型及场地

3．2 测量设备

3．3 降雨事件

3．4 数值模拟及有效性验证

3．5 本章小结

第四章 风阻效应对孤立建筑风驱雨影响特性

4．1 前处理

4．1．1 计算域及网格

4．1．2 边界条件及计算工况

4．2 模拟结果

4．3 风阻效应影响特性

4．3．1 迎风立面上边缘拐角

4．3．2 迎风立面竖直中线

4．4 本章小结

第五章 风阻效应对上游建筑风驱雨影响特性

5．1 上游建筑迎风立面

5．1．1 模拟结果

5．1．2 结果分析

5．2 上游建筑屋面

5．2．1 结果分析

5．3 本章小结

第六章 结论

6．1 工作总结

6．1．1 对孤立建筑

6．1．2 对2幢沿来流方向前后布局建筑

6．2 后续研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况