Коробков Сергей Викторович, канд. техн. наук, доцент
Sergey V. Korobkov, PhD, A/Professor
Гныря Алексей Игнатьевич, докт. техн. наук, профессор
Aleksey I. Gnyrya, DSc, Professor
Терехов Виктор Иванович, докт. техн. наук, профессор
Viktor I. Terekhov, DSc, Professor
Рассмотрены явления тепловой и динамической интерференции, возникающей при обтекании потоком воздуха двух моделей зданий в виде квадратных призм, расположенных на малом удалении друг от друга. Выделены общие особенности, установлены зависимости из изменений взаимного расположения, отмечены характерные явления, вызванные взаимодействием потоков.
Цель данных исследований заключается в экспериментальном изучении динамической и тепловой интерференции тандема из двух моделей зданий в виде квадратных призм в зависимости от их взаимного расположения.
За последние годы мировой наукой накоплена обширная база знаний о воздействиях ветра на объекты различной формы, такие как призмы, пирамиды, цилиндры и т. п. В каждом из этих случаев движение воздуха имело уникальные отличительные особенности. Аналогичным образом выполнялись исследования и для группы объектов на предмет их взаимного влияния на изменение как ветровых нагрузок, так и теплообмена. Рассматривалось их взаимное влияние на движение воздуха и его турбулизацию.
Можно выделить два основных направления в исследовании ветрового воздействия. Первое – это воздействие ветра как силовая нагрузка на здание, второе – движение ветра является источником конвективного теплообмена здания.
Предметом исследования являются параметры интерференции, позволяющие оценить степень влияния на поле давления и теплоотдачи возмущений, вносимых впереди расположенными преградами.
На первом этапе были изготовлены физические модели для исследования полей давления на различных гранях и коэффициентов локального и среднего теплообмена в условиях вынужденной конвекции. Следующим шагом стало совместное рассмотрение ветровой (динамической) нагрузки и тепловых потоков, попытки обнаружить общие черты в изменениях в зависимости от взаимного расположения моделей. Все эксперименты были выполнены на аэродинамическом стенде кафедры «Технология строительного производства» ТГАСУ.
В результате проведенных исследований показано, что коэффициенты динамической и тепловой интерференции при обтекании двух призм в следе друг за другом сильно различаются между собой. При этом тепловая интерференция оказывается весьма консервативной по сравнению с динамической. С использованием параметров интерференции можно легко проанализировать значения экстремальных давлений и тепловых потоков на поверхности моделей в зависимости от большого числа факторов, в том числе и их взаимного расположения.
The paper considers the dynamic and thermal interference effects on two neighbouring building models in the form of square prisms arranged at a short distance from each other. It is shown how relative positions of the models affect the specific phenomena caused by the airflow interactions.
The aim of this paper is to experimentally study the dynamic and thermal interference of a tandem of two building models in the form of square prisms depending on their relative position.
The phenomenon of wind loads on buildings and structures has always attracted great interest among engineers and researchers. With the accumulation of knowledge and technical capabilities, the potential for likely ways to study wind flows and their impact on different objects increased. In recent years, the world science has accumulated an extensive knowledge base on wind impacts on objects of various shapes, such as prisms, pyramids, cylinders, etc. Studies are carried out for their mutual impact of several objects on changes in both the wind load and heat exchange. Their mutual effect on the air motion and turbulence is considered.
There are two main areas in the field of the wind impact. The first impact is the force load on building, the second is the wind as a source of convective heat exchange. The object of this study is the interference parameters allowing to assess the influence on the field of pressure and heat recoil of disturbances evoked in front of the barriers.
At the first stage, physical models help to study the pressure field on different facets and ratios of the local and medium heat exchange under the forced convection conditions. The next step is to jointly consider the wind (dynamic) load and heat flows, attempting to detect the total contribution to changes depending on the reciprocal model arrangement. All experiments are performed in the aerodynamic tube, at the TSUAB department. It is shown that the dynamic and thermal interference ratios vary greatly in two building models. At the same time, the thermal interference is very conservative compared to the dynamic. Using the interference parameters, it is easy to analyze the extreme pressure and the heat flow on the model surface depending on a large number of factors, including their arrangement.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.