ANALYZE OF THE WIND LOAD INFLUENCES ON THE SHAPE TALL BUILDING AND SURFACES OPTIMIZATION USING COMPUTER FLUID DYNAMICS METHOD

Autor/autori: Lecturer eng. Ioan-Sorin LEOVEANU, PhD., Assoc. prof. eng. Eva KORMANÍKOVÁ, PhD.(Slovacia), Assis. prof. eng. Kamila KOTRASOVÁ, PhD (Slovacia)

Rezumat: Una dintre problemele majore întâlnite la proiectarea construcţiilor înalte o constitue încărcarea produsă de vânt pe suprafaţa exterioară a clădirii. De regulă, aceste încărcări sunt stabilite experimental, în tunelele de vint, unde se lucrează pe modele la scară ale clădirii a cărei structură se proiectează, ca și ale celor vecine acesteia, deja existente. Scopul acestei lucrări este acela de determina încărcările produse de vânt asupra clădirilor foarte înalte utilizând metodele numerice de simulare a curgerii aerului în jurul clădirii, ca și determinarea formei geometrice a clădirii care înlătură majoritatea problemelor legate de variaţiile mari ale presiunii pe suprafeţele exterioare ale clădirii. În cazul analizat, vântul se consideră acţionând în rafale, iar în continuarea lucrării, suprafaţa exterioară a clădirii va fi denumită anvelopă. Modelul de calcul dezvoltat în lucrare se bazează pe metoda volumelor finite, iar modelarea în jurul fazelor solide se face utilizând o procedură dezvoltată pe baza TVD de ordinul 2. Rezultatele acestei metode sunt dezvoltate, în scopul diminuării erorilor, utilizind solverul Riemann și Godunov.

Cuvinte cheie: metoda volumului finit, suprafaţă de presiune, metoda TVD, construcţii înalte, forma optimă a invelișului


Abstract: One of the principal problems in the process of tall buildings design consists in the evaluation of the wind pressure around the all exterior surfaces of the buildings. That wind loading systems are established by experimental methods, in the wind simulator installation on the reduction models of the current designing structure and his existent neighbors buildings. The aim of that work consist in numerical methods used in the process of pressures maps on tall buildings exterior surfaces established and there optimal exterior shape for avoiding the vortexes and huge vibrations involved by wind dynamics. In the present paper the wind is considered acting in pulsed mode and in the present paper, the exterior surface of the building will be called envelop. The gases transport phenomenon governing equations was solved using volume finite method (VFM) with the total vanished diminishing (TVD) for flow around the envelope modeling. The new CFD VFM TVD algorithm was developed for minimization errors and is based on Riemann and Godunov solver.

Keywords: volume finite method, CFD, surface pressure, TVD method, tall buildings, optimal shape’s envelop.

 

DOWNLOAD PDF