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在低速风洞中,对7种不同开孔率耐候性多孔板模型,在20m/s ,30m/s风速下对尾流进行特定模型的风洞试验;在0.4~0.5H(H为模型高度)的高度上,在挡风墙后不同距离测量其风压、风速;使用PIV(粒子图像测试)测试技术进行多孔板尾流场的流动速度场测试,利用CFD(计算流体力学)数值模拟通过计算机模拟气流在拟定试验条件下的有关流动信息,使用线形回归等技术手段对试验结果进行分析总结,以了解多孔板后中心线上的速度分布规律及多孔板的力学行为,以便为工程设计提供可靠依据。
在距离模型16倍板高,多孔板开孔率在20%时,其尾流风速在2.0m/s左右,挡风效果为90%左右。
实验显示,在多孔板开孔率10%—30%时,随开孔率下降,尾流风速下降,但是开孔率40%时,其尾流风速为9m/s,挡风效果为70%;开孔率50%时,其尾流风速为12m/s,挡风效果为60%。从风洞实验数据看,10%—30%开孔率的多孔板均可以达到较好的挡风效果。
对来流风为45°的风洞试验得知,板后3倍板高距离处尾流风速就急剧升高,这是来流风未经多孔板遮挡而直接进入测点位置所造成的,说明在设置挡风墙时应考虑风向变化的直接影响,即需设置侧向墙。
(3)风洞试验总体结论
①PIV与CFD技术研究表明二者具有很好的相关性,二者均表明多孔板尾流产生较强且复杂的涡流,使得来流风动能损失,风速下降;
②多孔板最佳开孔率为15%~30%,其挡风效果最好,风阻系数最小,其理想挡风距离为板高的15倍左右,在80%减风率时有效庇护距离可达20倍板高;
③45°来流风多孔板尾流数据表明,挡风墙应进行四周设置,否则挡风效果将大幅下降;
④实验风速(20m/s,30 m/s,35 m/s)对多孔板空气动力系数影响不大,开孔率越小,模型阻力越大。当风速较大时,可选择开孔率较大的方案。