پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 422 |
| تعداد مقالات | 5,533 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,400,096 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,502,422 |
بررسی آزمایشگاهی اثر زاویه برخورد طوفان فرو وزشی کوچک بر سازه‌ی مکعب شکل – قسمت اول: مشاهدات طوفان فرو وزشی کوچک ایستگاهی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 2، دوره 54، شماره 5، مرداد 1401، صفحه 961-984 اصل مقاله (2.53 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2022.20500.7250 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد حججی* 1؛ نیما عسگری2؛ سید جلیل حسینی3؛ امیرحسین رضوانی2؛ بهشاد شریف زاده2 | ||
| 1گروه مهندسی مکانیک، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران | ||
| 2گروه سازه و زلزله، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران | ||
| 3دانشکده عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران | ||
| چکیده | ||
| طوفان فرو وزشی قادر به ایجاد جریانات ریزشی واگرا بر روی سطح زمین است که این رفتار، متفاوت از رفتار جریانات لایه مرزی اتمسفر است. در این پژوهش تأثیرات طوفان فرو وزشی بر مدلی مکعب شکل از سازه‌ها در دو راستای متفاوت برخورد با جریان (α) در چهار زاویه‌ی قرارگیری مختلف صفحه آزمایش نسبت‌به راستای ریزش جریان (θ) در فواصل شعاعی مختلف نسبت به مرکز جریان، بررسی شده‌است. شبیه‌سازی این جریان توسط دمنده‌ای که وظیفه‌ی یکنواخت‌سازی جریان ایجاد شده توسط فن تعبیه شده در پشت آن را دارد ایجاد شده‌است. سرعت و شدت آشفتگی جریان در فواصل شعاعی مختلف اندازه‌گیری شده‌است. همچنین، توزیع ضریب فشار بر اضلاع این مدل در مکان‌های و حالات اشاره شده اندازه‌گیری شده‌است. علاوه بر این در مقایسه‌ای که بین داده‌های این مطالعه با مطالعات قبلی انجام گرفت، مطابقت مناسبی بین این داده‌ها مشاهده شده‌است. مشاهده شد که در مرکز ریزش جریان، در تمام زاویای θ، سازه دارای ضریب فشار مثبت در اضلاع خود می‌شود. با فاصله گرفتن از مرکز، رفتار این جریان شبیه به جریانات لایه مرزی خواهد شد. با افزایش θ، مشخص شد که اختلاف ضریب فشار بین ضلع رو به جریان با سقف و ضلع پشت به جریان بیشتر شده که در بدترین حالت حدود 80٪ تغییر کرده است. با بررسی راستای برخورد جریان به مدل، مشخص شد ضرایب نیرو در زمانی که مدل در α=45° قرار بگیرد، حدوداً 35٪ کمتر از زمانیست که مدل در α=0° قرار بگیرد. درنهایت نیز مشخص شد که بیشترین مقدار ضریب نیرو در X/D=1بر سازه وارد می‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| طوفان فرو وزشی؛ مدل مکعب شکل؛ ضرایب فشار و نیرو؛ زاویه‌ی برخورد؛ شبیه‌سازی تجربی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Experimental Study of Impact Angle of Microburst Effects on a Cubic Structure – Part A: Stationary Microburst Observation | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mohammad Hojaji1؛ Nima Asgari2؛ saied jalil Hosseini3؛ Amir Hosein Rezvani2؛ Behshad Sharifzadeh2 | ||
| 1Department of Mechanical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran | ||
| 2Department of civil engineering, Najafabad branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran | ||
| 3Department of Civil Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| A Downburst can produce divergent outflow wind on the ground surface, which is different from the behavior of atmospheric boundary layer flows. In this research, the effects of downburst on a cube-shaped structure in two different directions of flow (α), four different ground surface angels relative to the downburst direction (θ), and different radial distances (X/D) relative to the downdraft center were investigated by a simulator that was made for this thunderstorm. Simulation of this flow is created by a blower whose task is to uniformize the flow created by the fan embedded behind it. The velocity and turbulence intensity of flow was measured at different X/Ds. also, the distribution of pressure coefficient on the sides of the model was measured at the X/D locations. In addition, a good agreement has been observed between the data comparison of this study and previous studies. It was observed that at the center of the downburst for all θs, the structure has a positive pressure coefficient along its sides. By moving away from the center of the storm, the flow behavior is similar to the boundary layer flows. By increasing θ, it was found that the difference of pressure coefficient between the windward side relative to the roof and the backward sides, increased, which in the worst case has changed by about 80%. By examining the direction of flow to the model, it was found that the force coefficients when the model is at α=45°, are about 35% less than when the model is at α=0°. Finally, it was found that at X/D=1, the maximum force coefficient is applied to the structure. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Downburst thunderstorm, Cube-shaped model, Pressure & force coefficient, Impact angel, Experimental simulation | ||
| مراجع | ||
|
[1] ASCE, Minimum design loads for buildings and other structures, American Society of Civil Engineers, 1998. [2] H. Mittal, A. Sharma, A. Gairola, A review on the study of urban wind at the pedestrian level around buildings, Journal of Building Engineering, 18 (2018) 154-163. [3] L.W. Chew, L.K. Norford, Pedestrian-level wind speed enhancement with void decks in three-dimensional urban street canyons, Building and Environment, 155 (2019) 399-407. [4] Y. Zhang, H. Hu, P.P. Sarkar, Comparison of microburst-wind loads on low-rise structures of various geometric shapes, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 133 (2014) 181-190. [5] C. Letchford, C. Mans, M. Chay, Thunderstorms—their importance in wind engineering (a case for the next generation wind tunnel), Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 90(12-15) (2002) 1415-1433. [6] M.R. Hjelmfelt, Structure and life cycle of microburst outflows observed in Colorado, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 27(8) (1988) 900-927. [7] T.T. Fujita, The Downburst: Microburst & Macroburst 210, The University of Chicago, Chicago, 1985. [8] M. Chay, C. Letchford, Pressure distributions on a cube in a simulated thunderstorm downburst—Part A: stationary downburst observations, Journal of wind engineering and industrial Aerodynamics, 90(7) (2002) 711-732. [9] B. Chen, H. Cheng, H. Kong, X. Chen, Q. Yang, Interference effects on wind loads of gable-roof buildings with different roof slopes, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 189 (2019) 198-217. [10] T.T. Fujita, Andrews AFB Microburst, 205, The University of Chicago, Chicago, 1983. [11] J.W. Wilson, R.D. Roberts, C. Kessinger, J. McCarthy, Microburst wind structure and evaluation of Doppler radar for airport wind shear detection, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 23(6) (1984) 898-915. [12] Y. Iida, Y. Uematsu, Numerical study of wind loads on buildings induced by downbursts, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 191 (2019) 103-116. [13] Y. Zhang, H. Hu, P.P. Sarkar, An experimental study of flow fields and wind loads on gable-roof building models in microburst-like wind, Experiments in Fluids, 54(5) (2013). [14] M. Nicholls, R. Pielke, R. Meroney, Large eddy simulation of microburst winds flowing around a building, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 46-47 (1993) 229-237. [15] X. Zhou, Y. Zhang, L. Kang, M. Gu, CFD simulation of snow redistribution on gable roofs: Impact of roof slope, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 185 (2019) 16-32. [16] F.T. Lombardo, M.S. Mason, A.Z. de Alba, Investigation of a downburst loading event on a full-scale low-rise building, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 182 (2018) 272-285. [17] E.-S. Abd-Elaal, J.E. Mills, X. Ma, Numerical simulation of downburst wind flow over real topography, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 172 (2017) 85-95. [18] A.M. Loredo-Souza, E.G. Lima, M.B. Vallis, M.M. Rocha, A.R. Wittwer, M.G.K. Oliveira, Downburst related damages in Brazilian buildings: Are they avoidable?, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 185 (2018) 33-40. [19] A. Sengupta, P.P. Sarkar, Experimental measurement and numerical simulation of an impinging jet with application to thunderstorm microburst winds, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 96(3) (2007) 345-365. [20] D.C. Wilcox, Turbulence modeling for CFD, DCW industries La Canada, CA, 1998. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 571 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 802 |
||