关于多孔筛网在建筑应用中的空气动力学特性分析与建模 马塞洛·卡塔尼亚（Marcello Catania）、 朱利亚·波马拉尔齐（Giulia Pomaranzi）、 保罗·希托（Paolo Schito）和 阿尔贝托·扎索（Alberto Zasso）

《Wind》：On the Aerodynamic Characterisation and Modelling of Porous Screens for Building Applications Marcello Catania, Giulia Pomaranzi, Paolo Schito and Alberto Zasso

　　

摘要

带有多孔外壳的建筑的空气动力学行为受到毫米级几何特征与建筑尺度流动结构之间相互作用的影响。在数值模拟中明确处理这些尺度在计算上是不现实的，因此使用均质化的多孔介质公式成为了一种实用的选择。其中，Darcy–Forchheimer（D–F）模型被广泛采用；然而，建筑尺度预测的可靠性在很大程度上取决于其阻力系数的确定和验证方法。本研究提出并评估了一种用于双层幕墙系统中多孔屏障的D–F系数确定和应用的一致性程序。首先，通过基于完整解析的CFD模拟中代表性周期模块的空气动力系数，从元件尺度对多孔元件进行表征。所得到的D–F系数与局部雷诺数下的风洞数据进行对比和验证（）。其次，将校准后的均质化模型应用于建筑尺度的双层幕墙配置。多孔层被表示为一个受已确定D–F参数控制的有限厚度多孔区域，并通过非稳态雷诺平均Navier–Stokes模拟进行分析。该模型再现全局空气动力载荷、局部压力分布和尾流特性的能力通过与实验数据的对比进行评估。结果表明，适当校准的D–F公式能够准确且计算效率高地表示多孔幕墙系统，从而实现了从元件尺度表征到结构尺度空气动力性能的过渡。