太阳能跟踪器光伏面板风荷载体型系数的数值模拟研究

风荷载对太阳能跟踪器结构的稳定性以及跟踪的精确性有很大的影响。首先对各国可用于光伏支架风荷载计算的规范及经验公式进行介绍,然后通过CFD数值风洞对太阳能跟踪器光伏面板简化模型的风荷载体型系数进行了模拟,并把所得到的结果与相应的各国规范及经验公式进行了对比。分析结果表明,在各风向角下,随着光伏面板仰角的增加,其体型系数的均值会不断增大;仰角同为30°的平板与抛物面板的体型系数有较大的差异;ASCE7-10规范不能很好地适用于光伏面板风荷载计算;使用我国规范进行光伏支架设计偏保守,用钢量偏大。根据数值模拟分析以及与不同规范对比分析,提出了适用于现阶段我国太阳能跟踪器光伏面板风荷载体型系数取值的方法。     

地面电站光伏组件风荷载体型系数的数值模拟研究

采用CFD数值模拟方法,对地面电站光伏组件0°～180°共计13个工况进行数值模拟。分析光伏组件上下表面的风压分布,进而分析光伏组件的风荷载体型系数,为光伏组件的风荷载取值提供依据。通过对海南省屯昌县某地面电站的光伏阵风列风荷载体型系数的数值模拟研究,希冀为新能源建设做出一定贡献。     

建筑物风荷载体型系数的数值模拟

基于数值风洞方法具有成本低、速度快、结果采集更为全面等显著优点,运用 FLUENT 软件,对封闭式双坡屋面房屋的风荷载体型系数进行了数值模拟,并与现行<建筑结构荷载规范>进行对比,为合理使用建筑数值风洞方法提供参考.     

架空钢结构连廊风荷载体型系数数值模拟研究

使用数值模拟方法对某市民服务中心工程架空钢结构连廊的风荷载体型系数在0°、30°、45°和60°风向角下连廊迎风墙面、背风墙面、上表面和下表面的体型系数进行了研究。结果表明:(1)在0°、30°、45°、60°风向角下,对于连廊的迎风墙面,风压以正压为主,而在背风墙面、上表面和下表面,风压均全部表现为负压。(2)连廊迎风墙面、背风墙面、上表面和下表面风压均随着风向角的增大而减小,最不利工况均出现在0°风向角时。根据数值模拟结果对连廊的背风墙面、上表面和下表面分区域给出了体型系数建议值,工程设计中可参考采用。     

大跨度雨棚风荷载体型系数数值模拟分析

以某大跨度铁路客运站雨棚为研究对象,基于CFD数值模拟方法,利用RNG湍流模型对大跨度雨棚进行数值模拟分析.数值模拟对控制方程进行离散时使用有限体积法和对控制方程进行求解时采用双精度分离式求解器,利用流场速度-压力耦合采用Coupled算法,来有效提高非结构网格的计算精度.对不同风向角度下的大跨度雨棚模型进行数值模拟分...     

遮阳光伏电站屋面风荷载体型系数的数值模拟研究

目前,屋面附加光伏系统应用越来越广泛。然而,屋面光伏系统作为遮阳光伏电站还比较少,对此方面的研究也比较少。采用CFD数值模拟方法,对研发楼遮阳光伏电站屋面0°~360°共计24个工况进行数值模拟,分析光伏组件表面的平均凤压,进而分析凤荷载体型系数,为结构设计提供指导意见。     

超大型阵列光伏板体型系数遮挡效应研究

在我国新能源战略的大背景下,光伏发电得到快速发展,超大型光伏工程的光伏阵列可达数十列数十排。采用风洞试验和CFD数值模拟相结合的方法研究超大型阵列光伏板体型系数及群体遮挡效应。试验模型在风洞宽度方向满布,以实现大型阵列光伏板的二维绕流。采用大比例刚性模型上下表面同步测压技术确定倾角为12°时串列5片光伏板的风压系数分布、体型系数和遮挡效应,同时采用CFD的realizable k-ε湍流模型进行计算,与试验结果比对验证了计算方法的有效性。在此基础上,对串列16、24、32片光伏板进行CFD数值模拟,研究不同倾角及不同串列数对光伏板体型系数的影响,并给出了超大型阵列光伏板体型系数随光伏板串列数的变化规律。结果表明：倾角为20°时的遮挡效应明显大于倾角为12°时的遮挡效应,遮挡效应随着上游光伏板数量的增加而增大,当上游光伏板数量达到12片以上时,遮挡效应趋于稳定。结合试验和CFD模拟结果,将超大型光伏阵列分为边缘区、渐变区和稳定区,并给出各区体型系数取值建议。     

基于数值模拟的某通信塔风荷载体型系数研究

基于Fluent软件平台,采用混合网格进行划分,选用Realizable k-ε湍流模型对某移动通信塔的风场进行三维数值模拟研究,考虑风向角的变化,每隔15°模拟一次,得到通信塔各风向表面平均风压的分布结果:以此为基础,在塔体表面沿高度计算分段风压体型系数,将结果与现行规范进行比较分析并讨论模拟结果的合理性.研究分析表明,数值模拟得到风压系数随风向角的变化而变化,与规范取值吻合且略大于规范取值,为移动通信塔类结构风振计算提供合理的风压体型系数.     

广州新白云国际机场机库风荷载体型系数研究

广州新白云国际机场机库(GAM ECO机库)是目前世界上规模最大的机库之一,抗风设计是其结构设计一项重要内容.本文通过对该机库风洞试验的结果分析,介绍了在不同工况、不同风向角下机库屋盖上、下表面和墙体内、外表面的风压分布特点以及考虑阵风影响的风压峰值情况,给出了根据风洞试验得出机库的风荷载体型系数,并进行进一步的探讨,为大型机库抗风设计提供了依据.     

阵列光伏板风荷载遮挡效应分析

采用CFD方法对阵列光伏板进行平均风压数值模拟分析,得到阵列光伏板的群体风荷载遮挡效应,对平板网架进行结构对比分析,分析结果表明考虑遮挡效应的整体网架支撑系统的用钢量减少很多。     

基于风洞试验和数值模拟的群体光伏支架体型系数研究

以9×5地面光伏支架矩阵为研究对象,设计制作了1:50刚性模型,在均匀湍流场中进行同步测压风洞试验,获得了群体光伏支架的风压分布规律和体型系数分布。分析了群体光伏支架风压分布规律产生的原因。利用Fluent数值模拟计算特定风向角下群体支架的体型系数分布,与风洞试验相应结果对照,计算结果表明:试验数据与数值计算结果相当,变化规律两者一致。对比了体型系数试验值与国内光伏支架设计规范的相关取值,对比结果显示:试验值与规范值总体上基本接近,局部位置试验值较规范值大。     

太阳能光伏板阵列体型系数和最优展平角模拟

为提高光伏板及其支架的寿命,获得最优展平角,本文建立了工程中太阳能光伏板多排阵列模型,对小倾角时所受风压和体型系数进行了数值模拟,并分析了最优展平角和多排阵列的遮蔽效果。结果表明:正风压和背风压下的最优展平角为板平行于风向时的倾角。相同风速下,倾角越大,板表面所受风压越大。光伏板倾斜放置时正风压和背风压时所受风压存在折减,每组的第1排对第2排有较好的遮蔽效果,第2排折减系数最小。倾角越大,各排之间的遮蔽效果越明显。     

大跨度平屋盖表面风荷载体型系数研究

通过平屋盖刚性模型风洞测压试验,基于分离泡作用机理,以顺风向及横风向风压为研究对象,对屋盖表面的风压特征进行分析,进而提出合理的分区体型系数。①基于顺风向平均、脉动风压变化曲线和脉动风压谱,发现分离泡作用下的平屋盖表面可以分为主涡作用区、次级涡作用区以及旋涡脱落区;②提出风压相关长度的概念,计算横风向互相关长度,结果表明在旋涡作用范围内,各相关长度相差无几,超出旋涡区后风压相关长度出现衰减;③基于面积平均压力的概念计算刚性平屋盖表面的分区体型系数。通过面积平均压力的累积概率曲线对准定常理论和我国《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001)中的规定系数-0.6进行验证,发现在分离泡作用下准定常理论是适用的,我国规范在迎风前缘附近的强吸力区和屋盖中后部分别低估和高估了实际体型系数;将本文的体型系数取值与美国规范(ASCE7-98)、加拿大规范(NBC-1995)以及日本规范(AIJ-2004)进行对比,发现本文的体型系数计算结果与美国规范较为接近。     

带凹角矩形截面高层建筑风荷载体型系数研究

采用CFD技术,对典型带凹角矩形截面高层建筑在群体建筑干扰环境下的平均风荷载进行数值模拟研究。首先对CAARC标准模型进行了数值模拟,以验证本文计算方法及参数设置等的合理性。然后基于两个风向角下的数值模拟结果,分析了该建筑物主塔楼表面上各区域体型系数的分布特征,并与我国荷载规范和文献中风洞试验给出的值进行了比较;同时,还计算了顺风向风荷载。研究发现,迎风侧凹角处的体型系数会出现较大的负值,与规范取值差别较大,这也将使得计算出的结构顺风向风荷载明显降低,造成该结果的主要原因是在迎风侧凹角处产生了较强烈的分离流和漩涡。除了气动外形以外,周边建筑的干扰也会对体型系数分布造成不可忽视的影响。     

某高层多塔连体结构风荷载体型系数研究

以珠海某高层多塔连体结构工程为例,研究高位连接复杂多塔结构表面的风压特征与体型系数分布,为此类结构的抗风设计提供计算依据,保障结构安全。采用CFD方法对高层多塔连体结构及周围干扰建筑进行数值风洞模拟,分析不同风向角工况下结构主表面及局部构造处的体形系数,并与物理风洞试验结果以及规范值进行比较。结构迎风面的体型系数一般呈现中间大两边小的分布,多塔楼之间存在互相干扰作用;裙房处可能存在体型系数绝对值较大的情况,斜向气流在相邻表面易形成较大风压;相比于物理风洞试验结果,数值风洞模拟的结果与荷载规范值更为接近,且分布相对更为均匀;不规则高位连接体凹面处会产生较大的体型系数,但对整体结构的体型系数影响有限。在抗风设计过程中,多塔楼间的干扰作用及不规则高位连接体的影响应予以考虑。     

矩形截面超高层建筑风荷载体型系数试验研究

试验分析了7种不同宽深比情况下矩形截面高层建筑风荷载体型系数,并与现行荷载规范对比,结果显示随着截面宽深比的变化,矩形截面高层建筑风荷载体型系数发生比较显著的变化。在截面宽深比为1．5时,建筑整体体型系数为1．47,超过荷载规范建议值,在建筑结构设计过程中应该引起足够的重视。本文通过回归分析,得出矩形截面高层建筑风荷载体型系数随着其截面宽深比变化的经验公式,可供参考。     

关于脚手架风荷载体型系数中挡风系数的计算

连墙件是保证架体整体稳定,防治架体顷覆,抵抗架体变形,抵抗水平荷载的重要措施。在计算连墙件的过程中,我们不可避免的要对架体进行风载计算,脚手架风荷载体型系数中挡风系数究竟如何计算,对于我们在施工中实际遇到的情况和与之相关的有关标准还没有一个非常系统的计算规定。为了解答这个问题,正确计算出连墙件轴向力设计值,本文将就此内容进行详细的探讨和阐述。     

艺术墙风荷载体型系数分布规律分析

河南艺术中心为建筑体型独特的集群建筑,风荷载对各单体建筑相互干扰的群体效应明显;艺术墙位于建筑群体中央,其独特的喇叭口造型产生聚风效应。依据风洞试验结果,重点对艺术墙典型部位的风荷载体型系数进行归纳对比分析,总结群体效应中遮挡、峡谷效应、漩涡作用对体型系数的影响规律,为类似工程提供参考。     

钢管模板支架风荷载体型系数的探讨

在模板支架体系的设计过程中,对于风荷载体型系数的计算,因各种规范、规程的规定不一而致使用各规范、规程时设计人员要自行判断,于是产生一定的困惑。在此,就各规范对风荷载体型系数的计算进行归纳对比,抛砖引玉,以便促进大家的共同研究。