Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра

ЗАКОНЫ ПОДОБИЯ. СОСТАВЛЯЮЩИЕ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ

5.4. Ветровая нагрузка на тело заданной формы, обтекаемое установившимся потоком, определяется по формуле

,                                       (4)

где и - характеристические площадь и размер тела; - скорость невозмущенного потока; - плотность воздуха; - его вязкость, - угол, который определяет направление скорости; - некоторый безразмерный параметр. Последний является функцией и , где , здесь - кинематическая вязкость воздуха. Величина называется числом Рейнольдса. Она характеризует зависимость сопротивления от вязкости воздуха.

Из выражения можно установить, что течения одинакового типа с одинаковым числом Рейнольдса динамически подобны.

Для неустановившегося движения воздуха пользуются критерием подобия Струхаля , где - частота срыва вихрей.

Законы подобия играют важную роль в экспериментальной аэродинамике. Чтобы добиться соответствия между модельным испытанием и натурными условиями, модельный поток по интенсивности турбулентности и по профилю скорости должен соответствовать потоку ветра.

5.5. Нормативное значение равнодействующей ветрового давления на отдельные элементы и конструкции определяется по формуле

.                                                   (5)

Для составляющих в направлении скорости ветра (лобового сопротивления) и в перпендикулярном к ней направлении (поперечной силы) аэродинамический коэффициент соответствует коэффициентам и , для составляющих в направлении осей конструкции - коэффициентам и (рис.3).

Рис.3. Составляющие равнодействующей ветрового давления в направлении ветра и перпендикулярно к нему и в направлении осей конструкции и

Аэродинамические коэффициенты и совпадают с и при ветре, нормальном к наветренной грани.