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第27卷第6期 空气动力学学报 V01．27。No．6 2009年l2月 ACTA．AERoDYNAMlCASlNlCA Dec．，2009 _●●■-●-I 文章编号：0258-182512009)06-0650-06 大型双曲冷却塔平均风荷载的数值模拟研究 鲍侃袁1，沈国辉1，孙炳楠1’2 (1．浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310027；2．浙江大学宁波理工学院，浙江宁波315100) 擒要：对双曲冷却塔的平均风荷载进行CFD数值模拟，获得冷却塔内外表面的三维流场特性和各高度截面的 平均风压系数分布曲线．并与以往文献的实测数据和风洞试验结果进行比较，以验证数值模拟的准确性。根 据内外表面的风速矢量图。描述冷却塔内外流体的流动特征．发现旋涡的存在使风压分布趋于均匀的规律。并 分析塔底的边缘效应及其对冷却塔内外表面风压的影响。讨论现行设计规范在外压的三维效应和内外压的共同 作用等方面的不完善之处，给出部分改进建议和冷却塔外表面、内表面和内外表面压差的风压系数等压图．以供设 计参考。 关键词：双曲冷却塔，平均风荷载；数值模拟l风压系数 中圈分类号：TU312．1 文献标识码：A 较风洞试验而言，CFD具有更低的成本、更短的 0 引 言 周期、更灵活的参数设置和更高的效率。刘若斐等采 用CFD方法对冷却塔的外表面风压进行模拟[7]，随 双曲冷却塔是普遍应用于火电厂与核电站中循 后沈国辉等又进行了双塔干扰效应的数值模拟嘲。 环水冷却的重要构筑物，其结构形式简洁美观，由基 但上述分析仅针对某截面的风压特征，没有给出冷却 础、人字柱和双曲筒身三部分组成，属高耸薄壳结构， 塔的内外风压的三维信息。 因而对风荷载极为敏感。 本文采用CFD计算方法，对某典型冷却塔进行 对于冷却塔所受的风荷载，最直观准确的获取方 数值模拟研究，提取各高度处截面的内外表面平均风 法是现场实测。1971年Niemann对德国的Weis- 压系数数据，与文献记录和规范数据进行了比较；分 weiler冷却塔进行实测，得到某高度截面处的外表面 析了冷却塔内外空间流体的流动特征和流场中旋涡 风压沿环向分布[1】，而后是1976年的Martin’s 对冷却塔内外表面压力的影响，发现旋涡的存在使风 Creek冷却塔和Schmeehausen冷却塔的实测，均得 压分布趋于均匀的规律，讨论塔底边缘效应对塔身平 到某高度截面的风压分布情况[“]。在国内，1983年 均风压的影响；给出全塔内外表面的风压系数分布 孙天风和周良茂对广东茂名冷却塔进行了现场实测， 图，为现代双曲冷却塔的设计提供依据。 得到了50m高度处的内外表面风压分布[5】。但是， 实测过程往往受到设备安装困难、周期长、消耗大、外 1冷却塔的数值模拟 界干扰程度高等条件的制约。 某淋水面积为9000mz的冷却塔如图l所示，塔 冷却