بررسی آزمایشگاهی اثر زاویه برخورد طوفان فرو وزشی کوچک بر سازه‌ی مکعب شکل – قسمت اول: مشاهدات طوفان فرو وزشی کوچک ایستگاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران

2 گروه سازه و زلزله، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

3 دانشکده 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)، چهار زاویه‌ی قرارگیری مختلف صفحه نسبت به راستای ریزش جریان (θ) و فواصل شعاعی مختلف (X/D) نسبت به مرکز جریان، به‌وسیله‌ی شبیه‌سازی که برای این طوفان ساخته شده، بررسی شد. سرعت و شدت آشفتگی جریان در X/Dهای مختلف اندازه‌گیری شد. همچنین، توزیع ضریب فشار بر اضلاع این مدل در مکان‌های و حالات اشاره شده اندازه‌گیری شد. 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 می‌شود. 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. در نهایت نیز مشخص شد که بیشترین مقدار ضریب نیرو در X/D=1 بر سازه وارد می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study of the effect of impact angle of microburst on a cubic structure – Part A: Stationary microburst observation

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hojaji 1
  • Nima Asgari 2
  • saied jalil Hosseini 3
  • Amir Hosein Rezvani 2
  • Behshad Sharifzadeh 2
1 Department of Mechanical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
2 Department of civil engineering, Najafabad branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
3 Department 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 the atmospheric boundary layer flows. In this research, the effects of the 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 the simulator that was made for this thunderstorm. 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 in the mentioned locations. It was observed that at the center of the downburst in all θs, the structure has a positive pressure coefficient along its sides. By moving away from the center of storm, the behavior of the flow is similar to the boundary layer flows. By increasing θ, it was found that the difference of the pressure coefficient between the windward side relative to the roof and the backward sides, is increased. By changing the direction of the flow to the model (α), it was found that the force coefficients when the model is at α=45°, is about 35% less than when the model is at α=0°. Finally, it was found that the maximum force coefficient is applied to the structure at X/D=1.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Downburst Thunderstorm
  • Cube-shaped model
  • Pressure &؛ Force coefficient
  • Impact angel
  • experimental simulation