说明
在当前的验算示例中，我们以 ASCE 7-22 作为建筑物和其他结构的最小设计荷载和相关准则，研究平屋面和墙体的风压系数 (Cp) [1]。 在 第 28.3 节（风荷载 - 主风力体系）和图 28.3-1（荷载工况 1）中的表格中列出了不同屋面角钢的 Cp 值。 在当前的示例中，我们选择 θ=0 作为平屋面。
尽管计算流体动力学 (CFD) 模拟在风工程中的应用越来越频繁，但是 ASCE 49 并没有清楚地描述CFD的所有基本技术。 任何使用 CFD 来确定主风系统 (MWFRS)、C&C 或其他结构'风荷载的抗风荷载计算都需要同行评议以及验证和确认 (V&V) 研究[2] 。 这是因为仍然需要一个类似的标准来记录使用 CFD 工具可靠和准确地获得风荷载的步骤。 同时，该标准将继续发展完善。 为了在没有标准的情况下解决此方法的质量保证和质量控制问题，需要提供此规范 [1]。
进行 CFD 模拟的关键是找到与输入数据（例如湍流模型、风速剖面、湍流强度、边界层条件、离散化的阶数等）最兼容的配置。 重要的是，规范中没有包含数值模拟，例如CFD 模拟所需的信息。 在最新版本 VE 中，我们以 ASCE 7-22 屋面和墙体为例，介绍了与 RWIND 兼容程度最高的设置。
解析解和结果
三维封闭模型(单位： m (ft)) 的风荷载按照图 1 设置了 8 个风荷载分区 (1,2,3,4,1E,2E,3E,4E)。 ASCE 7-22中的图28.3-1中列出了带有低层墙和屋顶的封闭，部分封闭和部分开放建筑的外部压力系数（G P F ）。 计算书中的一些重要假设和输入数据见表1。
| 表 1： 尺寸比和输入数据 | |||
| 基本风速 | V | 30 (67.10) | 米/秒 (mph) |
| 地形类别 | 2 | <现在wiki>- | <现在wiki>- |
| 平均屋面高度 | h | 5 (16.40) | 米 (英尺) |
| 水平尺寸（边距） | α | 4 (13.12) | 米 (英尺) |
| 屋面角钢 | θ屋面 | 0 | 度 |
| 空气密度 - RWIND | ρ | 0.078 (1.25) | kg/m3 (lb/ft3 ) |
| 风荷载方向 | θwind | 0, 22.5, 45 | 度 |
| 湍流模型 - RWIND | 稳态 RANS k-ω SST | <现在wiki>- | <现在wiki>- |
| 运动粘度 (公式 7.15, EN 1991-1-4) - RWIND | ν | 1.5*10-4 (1.5*10-4 ) | m2/s (ft2/s) |
| 方案阶数 - RWIND | 第二 | <现在wiki>- | <现在wiki>- |
| 残余目标值 - RWIND | 10-4 | <现在wiki>- | <现在wiki>- |
| 残余类型 - RWIND | 压强 | <现在wiki>- | <现在wiki>- |
| 最小迭代数 - RWIND | 800 | <现在wiki>- | <现在wiki>- |
| 边界层 - RWIND | NL | 10 | <现在wiki>- |
| 墙面函数类型 - RWIND | 增强/混合 | <现在wiki>- | <现在wiki>- |
| 湍流强度（最佳拟合） - RWIND | i | 地形 2 | <现在wiki>- |
对于具有不同湍流强度的多个区域，计算平均风压系数 Cp 。 在寻找 Cp 的临界值时考虑三个风向（θ= 0、22.5、45 度）。图2显示了Cp等值线。图3和图4显示了不同湍流强度下的偏差值表格和Cp值图表。 湍流强度的四个常数和一个变量（基于地形2）在进行风洞模拟时当湍流分布接近 Terrain 2 类别时，结果显示出很好的一致性。
概述总结
在本例中，我们研究了使用 RWIND 验证ASCE 7-22中介绍的屋面和墙体的平均 Cp值。 结果表明，推荐的RWIND配置与规范中的一致。 湍流强度越高，接近地形 2 的可变湍流剖面，显示的结果比越低的湍流剖面越精确。 重要的是要考虑临界风向方案要获得 ASCE 7-22 的极值。 偏差值（大约 20% 的差异）主要是根据安全系数和规范中使用的统计方法计算得出的。
此外，带有推荐设置的平屋面模型可以在这里下载：