www.chms.ru - вывоз мусора в Люберцах


Почему витражи поражают или древнее искусство в интерьере


Панно в интерьере - модно, роскошно и практично


Наливные полы с 3D-эффектом - современное чудо дизайна


Что такое морской стиль и как его применить для оформления дома?


Почему эклектика в интерьере так популярна?

Перейти на главную  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

при изучении поведения высоких сооружений и зданий в потоке ветра решающее значение имеет продольная компонента скорости v{t)=v-\-v{i), В отличие от поперечной и вертикальной составляющих скорости vit) имеет достаточно большую постоянную составляющую V, средний квадрат пульсации о, определяется горизонта л

ными вихрями, размеры которых не ограничены расстоянием до подстилающей поверхности. Отсюда следует, что иа долю продольной компоненты скорости приходится максимальное количество кинетической энергии турбулентного движения.

2. ПАРАМЕТРЫ ТУРБУЛЕИТПОСТИ (ИНТЕНСИВНОСТЬ. МАСШТАБЫ). ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ, ФУНКЦИЯ КОГЕРЕНТНОСТИ

Интенсивность турбулентности у г на уровне z равна отношению af{z)/v(z), где ciiz)-стандарт пульсации продольной компонен:

ты скорости, v(z) - ее среднее значение на том же уровне.

При безразличной стратификации стандрат продольной пульсации пропорционален скорости на некотором фиксированном уровне, причем от высооты о- слабо зависит. Поскольку скорость ветра в пограничном слое воздуха растет с высотой, интенсивность турбулентности V Т с увеличением высоты убывает.

Стандарт продольных пульсаций может быть приближенно вычислен по формуле a,,=cvj, где -скорость поверхностного

трения, равная корню квадратному из касательного напряжения на единицу массы. Коэффициент с не зависит от высоты, но, по-видимому, различен для различных масштабов. В качестве примеров численных анзченнй этой постоянной можно указать: 2,45 (среднее значение дая различных типов подстилающей поверхности, ло Давен-порту), 8,5 (Австралия), ?,1 (Брукхевен). Если принять €=2,5, то 0р, 5«р(г)У1п(го/10), где го -параметр шероховатости [30].

На основе аниза данных измерений можно заключить что хотя стандарт пульсации на разных уровнях приблизительно одинаков, ее спектральный состав меняется от высокочастотных гармоник у подстилающей поверхности до медленных колебаний скорости на больших высотах.

Масштабы турбулентности. Пространственное представление о турбулентности потока можно получить, знай ее интегральные масштабы длины (продольный, поперечный и вертикальный), определяющие характерные размеры энергосодержащих вихрей.

Интегральный продольный масштаб для *"-ой составляющей

скорости ветра в направлении среднего потока определяется по формуле

где Tjvi,-= \R"{T)dx~- интегральный времешюй масштаб; (т)- о

нормированная корреляционная функция пульсации составляющей скорости; V - средняя скорость ветра.



Здесь используется гипотеза «замороженной турбулентности» Тейлора, согласно которой по пульсациям скорости в фиксированной точке можно приближенно судить о структуре пространствеиного распределения этой величины вдоль прямой, проходящей jiepea данную точку параллельно направлению потока. Пульсацию в данной точке можно приближенно интерпретировать как результат переноса через эту точку со средней скоростью и без искажений совокупности турбулентных вихрей, расположенных вдоль примой вверх по течению.

Интегральный вертикальный масштаб Li перпендикулярен направлению потока

где Rjti (Az)-нормированная пространственная корреляционная функция пульсации i-ой составляющей скорости ветра; Лг -расстояние между двумя точками по вертикали.

Поскольку поток ветра несимметричен относительно поверхности земли, то для каждого уровня существуют два вертикальных масштаба: iff-при отсчете интервалов корреляции вверх и ifI при отсчете вниз.

Интегральный поперечный масштаб корреляции также перпендикулярен направлению потока.

,где - расстояние между двумя точками по горизонтали.

Как показывают эксперименты [59], масштабы турбулентности растут с увеличением высоты над уровнем земли.

Для составляющих скорости в продольном и поперечном направлениях продольные масштабы отличаются примерно в 2 раза.

Для продольной составляющей скорости L* - L, и «

Энергетические спектры пульсации компонент скорости ветра.

При расчете высоких сооружений, чувствительных к динамическому воздействию ветра, необходимо знать распределение энергии турбулентного потока по частотам. Это распределение называют энергетическим спектром (спектральной плотностью) пульсации компонент скорости ветра.

Мы рассмотрим только энергетические спектры пульсации продольной и вертикальной компонент скорости.

Энергетический спектр продольных пульсаций можно условно разбить на четыре интервала; I) интервал сверхнизких частот, определяемый наиболее крупными вихрями с размерами, сравнимыми с характерным масштабом потока; 2) область низких частот, несущих основную турбулентную энергию (в этой области энергетический спектр имеет наибольший максимум); 3) инерционный интервал. В этом интервале вихри теряют непосредственную связь с вихрями



бо&1ого масштаба, а их спектр определяется лишь параметрами турбулентного движения; 4) вязкий интервал - область наиболее высоких частот, в которой происходит основная диссипация турбулентной внергнн.

В инерционном интервале турбулентности приписывается свойство изотропности, т. е- иезависимсн;ти свойств турбулентного движения от выбранного направления. Разработанная Колмогоровым теория локальной изотропной турбулентности [29] позволяет получить ценные результаты о локальных свойствах турбулентности непосредственно из соображений размерности.

В настоящее время имеются многочисленные измерения спектров пульсации продольной компоненты скорости. Достаточно ясно поведение этих спектров на высоких частотах. Для частот л, превышающих 0,2 г/г, спектр Колмогорова удовлетворительно согласуется с измеренными спектрамп.

При безразличной стратификации спектр Колмогорова для пульсации всех компонент вектора скорости в инерционном интервале имеет вид

где а - универсальная постоянная, равная для продольной компоненты-0,147; для вертикальной - 0,196; « - частота, Гц; е - скорость диссипации.энергии.

S + 3

Шя %Ш Шс Шти ifmnepaedbt

>

Рн(г. 1. Спекгры пульс»цнн продольной комлоненты скорости о -спектр Ван дер Ховсна; 5спектр ДавсЕшорта



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [ 22 ] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70