描述
在当前的验算示例中，我们要考虑根据加拿大风荷载规范 (NBC 2020) 进行主体结构设计和次要结构设计（例如覆层或幕墙系统设计）时的风压系数 (Cp) {%#Refer [1]]] 和 日本风洞数据库 适用于屋面坡度为 45 度的高层建筑。 对于具有 45 度坡度的低层建筑，建议的设置将在下一部分中介绍。
CFD 模拟的关键是找到与输入数据的风荷载规范最兼容的配置，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。 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。 在当前的 VE 中，我们介绍了关于 NBC 2020 低层建筑和 45 度坡度的示例的最兼容的 RWIND 设置和来自的实验数据。 日本风洞数据库 .
解析解和结果
本文采用的尖屋檐封闭模型如图1所示，包含8个分区(1,1E,2,2E,3,3E,4,4E)。 坡度为45度的低层建筑的整体和局部的外部风压系数见图4.1.7.6.-A和表4.1.7.6。 在 NBC 2020 中。 表1还列出了用于数值CFD模拟的RWIND的重要假设和输入数据。
| 表 1： 尺寸比和输入数据 | |||
| 基本风速 | V | 22 | m/s |
| 地形类别 | 2 | <现在wiki>- | <现在wiki>- |
| 侧风尺寸 | B | 16 | m |
| 顺风向尺寸 | d | 16 | m |
| 平均屋面高度 | href | 12 | m |
| 屋面角钢 | θ屋面 | 45 | 度 |
| 空气密度 - RWIND | ρ | 1.25 | kg/m3 |
| 风荷载方向 | θwind | 0, 22.5, 30, 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*10-5 | m2/秒 |
| 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>- |
考虑到风速和湍流强度，基于二级地形计算所有区域的全局和局部风压系数。 为了计算按照 NBC 2020 的相应的全球 Cp值，还考虑了四个风向（θ = 0、22.5、30、45 度）， 日本风洞数据库 . 图2、图4和图4分别显示了实验和数值研究中RWIND研究的风速剖面和全局Cp等值线，其中对主要和次结构构件的全局和局部Cp值的实验数据进行了比较。来自 Japanisch 风洞试验和 RWIND 2。此外，在图 5和图 6中对实验模拟 NBC 2020 和 RWIND 的 Cp ,ave和 Cp的曲线图进行了比较。 45度坡度的建筑物。
实验值是通过观察 Cp,ave和 RMS 等值线图片手动获得的。 日本风洞数据库 . 此外，在 RWIND 中的风速和湍流剖面与地形 2 一起设置，该类别的高度是可变的，但也与参考文献更好地匹配。 需要注意的是，使用 RANS k-ω SST 进行稳态模拟的结果与当前计算示例非常一致。 临界情况被认为是湍流强度在高度上可变的不同风向（基于地形 2）。 与 NBC 2020 相比，数值模拟和实验模拟中的 Cp 值与正值的偏差更大，可以理解为对正值区域采取了非常保守的方法。
概述总结
在当前的示例中，我们研究了从 RWIND 获得的风压系数 (Cp)，该系数用于主体结构设计和次结构设计，例如根据加拿大风荷载规范 (NBC 2020) 进行主体结构设计和二次结构设计。 [1] 和 日本风洞数据库 适用于屋面坡度为 45 度的高层建筑。 结果表明，推荐的 RWIND 配置与欧洲规范中的大多数分区结果一致。 地形 2 的可变湍流剖面越接近湍流强度，显示的结果越精确。 为了获得 NBC 2020 的极值，考虑临界风向场景和瞬态模拟很重要。 与另一规范例如 ASCE 7-22 相比，统计方法是一种更保守的方法，特别是对于 Cp 为正的区域。
此外，带有推荐设置的平屋面模型可以在这里下载：
