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由于目前低速风洞试验模拟无法实现雷诺数相似,因此风洞试验结果是否准确及其与真实建筑在高雷诺数下的流场状态是否一致就成为了人们关注的热点。根据以往研究,曲面外形建筑的雷诺数效应突出,但目前研究多针对圆柱展开。有些学者在进行柱面屋盖风洞试验并进行雷诺数影响分析时,往往借鉴圆柱绕流的一些结果,但两者在流场机理上存在着本质不同,这种方法势必带来误差。具体两者在雷诺数效应上有多大差异,目前还未见有相关研究。针对这个问题,本文通过在风洞中变换风速来改变雷诺数,对圆柱、加隔离板圆柱以及柱面屋盖进行雷诺数效应研究,对比分析雷诺数效应的演变过程,希望能够为其他类型曲面大跨屋盖结构的雷诺数效应研究提供借鉴。论文工作主要包括以下几方面:1.实验方法的验证。进行了圆柱绕流风洞测压试验,试验雷诺数范围为1.10×10~5≤Re≤9.38×10~5,考察雷诺数对圆柱表面平均风压分布、阻力系数、升力系数、Strouhal数等气动参数的影响。通过与文献对比,发现试验得到光滑圆柱表面平均风压分布及气动参数随雷诺数变化规律与文献较为一致,由此验证了本文采用试验方法的正确性和试验结果的可信性。光滑圆柱临界区雷诺数范围为2.76×10~5≤Re≤3.86×10~5。2.边界条件的模拟。为了考察经典圆柱与柱面屋盖雷诺数效应的差异,通过在经典圆柱迎风区、尾流区及两侧增加隔离板,以改变边界条件来模拟柱面屋盖周围流场,通过比较气动力参数来分析并给出边界条件不同所带来的流场差异。研究发现,迎风隔离板对流场影响较大,它改变了圆柱周围流场前缘分离特征,使圆柱表面平均风压分布随雷诺数变化不大,阻力系数下降段提前到Re≤1.66×10~5。尾流隔离板在一定程度上阻碍了漩涡交替脱落,Strouhal数始终保持在零附近。而圆柱两侧加隔离板,融合了迎风隔离板和尾流隔离板的效果。3.边界条件的验证。通过比较柱面屋盖与圆柱的试验结果来证实圆柱与柱面屋盖雷诺数效应的差异大;通过比较柱面屋盖与圆柱加两侧隔离板的试验结果来说明柱面屋盖边界条件的影响。4.探讨几何参数对雷诺数的敏感性。进行了1/2、1/3、1/6三种矢跨比柱面屋盖风洞测压试验,比较不同矢跨比柱面屋盖的雷诺数效应。研究发现,不同矢跨比柱面屋盖的雷诺数效应不同,升力系数比阻力系数对雷诺数更为敏感。5.研究表面粗糙度对雷诺数效应的影响。采用表面粘贴不同粒度砂纸的方法改变圆柱及柱面屋盖表面粗糙度,研究表面粗糙度对圆柱和柱面屋盖雷诺数效应的影响,并探讨采用增加表面粗糙度来模拟高雷诺数流场的效果。对于圆柱来说,增加表面粗糙度可以在一定程度上达到增大雷诺数的效果,而对于柱面屋盖,增加表面粗糙度后的流场与高雷诺数下流场差异较大,需谨慎使用该方法。