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基于多尺度湍流运动重构的大气表面层含沙风场对建筑物影响的研究

沙尘暴；大气边界层；风沙运动；湍流；建筑物

2021年3月15日清晨，一场强沙尘暴袭击了半个中国。据统计约有10个省的221个县，约6417万人的人类活动，例如交通，工业，矿产和住宅活动受到沙尘暴的影响，而受沙尘暴影响的土地面积约132万平方公里。对于长期暴露于风沙环境中的建筑物，沙子不仅会积聚在建筑物外墙上导致建筑物的磨损，还会进入建筑物的室内空间，阻碍建筑物的使用。在极端天气情况下建筑物的设计调整是工程设计和维护中必须考虑的因素之一。本文拟采用理论分析与数值模拟相结合的方法，结合多尺度湍流运动的物理力学特性，建立大气表面层含沙风场，研究该含沙风场对建筑物的影响，建立一个风沙作用的建筑物影响模型；对比理论结果与现有试验结果，验证模型的可靠性和合理性。本文建立的数值方法可以为风沙耦合作用下建筑物响应分析及舒适度研究评估提供理论指导。