بهترین آموزش های کاربردی در شهرسازی
بهترین آموزش های کاربردی در شهرسازی را از Urbanity.ir بخواهید
Friday, 3 May , 2024
امروز : جمعه, ۱۴ اردیبهشت , ۱۴۰۳
شناسه خبر : 5267
  پرینتخانه » مقالات تاریخ انتشار : 17 آوریل 2024 - 3:30 | 8 بازدید | ارسال توسط :

پایداری | متن کامل رایگان | بررسی تکراری محیط‌های باد تحت تأثیر هندسه‌های برآمدگی ساختمان‌های مرتفع با فرم T با استفاده از مدل‌سازی پارامتریک، CFD و تحلیل IAs

این بخش تجزیه و تحلیل جامعی از نتایج مربوط به ساختمان‌های T-form انجام می‌دهد که با دو ارتفاع معمولی مشخص می‌شوند و به دو بخش تقسیم می‌شوند. با استفاده از روش فوق الذکر، ما تأثیرات قسمت های برآمدگی آنها را بر محیط های باد به صورت کمی مقایسه می کنیم. این تجزیه و تحلیل شامل […]

پایداری |  متن کامل رایگان |  بررسی تکراری محیط‌های باد تحت تأثیر هندسه‌های برآمدگی ساختمان‌های مرتفع با فرم T با استفاده از مدل‌سازی پارامتریک، CFD و تحلیل IAs


این بخش تجزیه و تحلیل جامعی از نتایج مربوط به ساختمان‌های T-form انجام می‌دهد که با دو ارتفاع معمولی مشخص می‌شوند و به دو بخش تقسیم می‌شوند. با استفاده از روش فوق الذکر، ما تأثیرات قسمت های برآمدگی آنها را بر محیط های باد به صورت کمی مقایسه می کنیم. این تجزیه و تحلیل شامل مقایسه بین پارامترهای متعدد، از جمله مناطق تحت تأثیر (IAs)، مناطق کم سرعت (LVAs)، مناطق با سرعت بالا (HVAs)، توزیع فشار هوا، خطوط جریان باد و ارزیابی‌های آماری است. در تجزیه و تحلیل نتایج، تأثیرات کمی اندازه‌های قسمت برآمدگی بر روی محیط‌های باد با دقت مورد بررسی قرار گرفته‌اند و بین دو سناریوی متمایز ارائه‌شده در بخش‌های ۱ و ۲ تمایز قائل شده‌اند.

۳٫۱٫ قسمت ۱: ساختمان های ۳۶ متری با طول های مختلف برآمدگی

بخش ۱ این مطالعه به بررسی تأثیر طول‌های مختلف برآمدگی بر محیط‌های باد اطراف ساختمان‌های مسکونی مرتفع T-form که هر کدام در ارتفاع ۳۶ متری ایستاده‌اند پرداخت.شکل ۷). برای تجزیه و تحلیل مقایسه ای، دو مورد شامل ساختمان های مستطیلی در نظر گرفته شد: مورد ۱ (۱۰ متر × ۲۰ متر × ۳۶ متر) و مورد ۵ (۱۲ متر × ۲۰ متر × ۳۶ متر). قابل ذکر است، مورد ۱ بیشترین تأثیر را بر محیط باد نشان داد، همانطور که بالاترین IA آن در بین همه موارد نشان داده شده است. متعاقبا، با افزایش طول قسمت برآمدگی از مورد ۲ (۶ متر) به مورد ۵، IA به تدریج کاهش یافت و مورد ۵ کمترین تأثیر را نشان داد.شکل ۸). علاوه بر این، مشاهده شد که LVA روند مشابهی را دنبال می‌کند: مورد ۱ دارای طولانی‌ترین LVA بود، به تدریج از طریق مورد ۲، مورد ۳، و مورد ۴ کاهش می‌یابد و به کوتاه‌ترین LVA برای مورد ۵ ختم می‌شود. به طور مشابه، HVAs در امتداد طرف‌های جانبی نشان داده می‌شوند. روند کاهشی با افزایش طول قسمت برآمدگی، با مورد ۱ دارای بزرگترین HVA و مورد ۵ کوچکترین مناطق را نشان می دهد (شکل ۸). برای سنتز، یافته‌های بخش ۱ تأثیر کاهشی بر محیط‌های باد ساختمان‌های T-form را نشان می‌دهد که طول قسمت برآمدگی افزایش می‌یابد.
در بخش ۱ تحقیق ما، همبستگی بین نوسانات IA در سرعت های مختلف باد و تغییرات در فشار هوا و دینامیک جریان باد مشاهده شد.شکل ۹). به طور معمول، قسمت‌های برآمدگی سازه‌ها در سمت بادگیر قرار داشتند و با جهت‌های بادهای فصلی رایج، به‌ویژه در طول تابستان و فصول انتقالی همسو می‌شوند. در نتیجه بادهای ورودی در ابتدا با نزدیک شدن به ساختمان ها با این قسمت های برآمده مواجه شدند. در سراسر طیف از مورد ۱ تا مورد ۵، اشاره شد که مناطق کم فشار پشت ساختمان ها و مناطق پرفشار جلوتر از آنها با افزایش طول قسمت برآمدگی کاهش می یابد. به طور همزمان، گردابه‌ها در طرف‌های بادگیر سازه‌ها هم از نظر اندازه و هم از نظر فرکانس با افزایش طول کاهش یافتند. این مشاهدات با الگوهای تشخیص داده شده در IA در سرعت های مختلف باد مطابق بودند، همانطور که قبلاً توضیح داده شد.

به طور خلاصه، ما بر روی ساختمان‌های مسکونی بلندمرتبه نسبتاً کوتاه‌تر با فرم T در قسمت ۱، که در ارتفاع ۳۶ متری ایستاده‌اند، تمرکز کردیم که با ابعاد نسبتاً متوسط ​​قسمت برآمدگی مشخص می‌شود. این ساختمان‌ها نمونه‌ای از سازه‌های معمولی ۱۲ طبقه هستند که دارای دو آپارتمان در هر طبقه، با قسمت‌های برآمده کوچک‌تر به نسبت ۶ تا ۱۰ متر هستند. از طریق مقایسه پنج مورد با طول قسمت برآمدگی متفاوت، با افزایش طول قسمت برآمدگی، کاهش ثابتی در IA، HVAs، و LVA مشاهده کردیم.

۳٫۲٫ قسمت ۲: ساختمان های ۷۲ متری با طول و عرض های مختلف قسمت برآمدگی

بخش ۲ مطالعه ما به تأثیر طول و عرض مختلف قطعات برآمدگی بر محیط های باد اطراف ساختمان های مسکونی بلندمرتبه T شکل که در ارتفاع ۷۲ متری برجستگی می پردازد. در مورد ۱، که با طول قسمت برآمدگی ۱۵ متر و عرض ۶ متر مشخص می شود، مهم ترین IA را در محیط باد مشاهده کردیم. در مقابل، مورد ۳، با طول قسمت برآمدگی ۲۱ متر و عرض یکسان، کمترین IA را نشان داد، با مورد ۲ در بین این افراط‌ها (شکل ۱۰). به همین ترتیب، مورد ۱ دارای بزرگترین LVA بود، به تدریج از طریق مورد ۲ کاهش یافت و به کوچکترین LVA در مورد ۳ ختم شد.شکل ۱۰). به طور مشابه، HVAها در طرف‌های جانبی روند کاهشی را از مورد ۱ تا مورد ۳ دنبال کردند. قابل‌توجه، روندهای مشابهی در مورد ۴، مورد ۵ و مورد ۶ مشاهده شد، جایی که عرض قسمت برآمدگی در ۱۲ متر نیز ثابت شد. مانند مورد ۷، مورد ۸ و مورد ۹، که در آن عرض به ۱۸ متر افزایش یافت (رجوع کنید به شکل ۱۰، شکل ۱۱ و شکل ۱۲). به طور کلی، یافته‌های ما نشان‌دهنده کاهش مداوم تأثیرات بر محیط‌های باد ساختمان‌های T-form با افزایش طول قسمت برآمدگی در قسمت ۲ است.
علاوه بر این، ساختمان‌هایی را با عرض‌های مختلف قسمت برآمدگی (۶ متر، ۱۲ متر و ۱۸ متر) برای تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای بررسی کردیم.شکل ۱۰، شکل ۱۱ و شکل ۱۲). زمانی که طول قسمت برآمدگی ثابت ماند، سازه‌هایی با عرض ۶ متر بیشترین IA را نشان دادند، در حالی که سازه‌هایی با عرض ۱۸ متر کمترین IA را نشان دادند. ساختمان‌هایی با عرض ۱۲ متر در بین این افراط‌ها قرار گرفتند. علاوه بر این، با افزایش عرض، هر دو LVA و HVA روند کاهشی را نشان دادند. اگرچه تفاوت‌ها بین موارد حاشیه‌ای بود، اما کاهش در IA قابل تشخیص بود. به طور خلاصه، مطالعه ما کاهش تأثیرات بر محیط‌های باد ساختمان‌های T-form را با گسترش عرض قسمت‌های برآمدگی در قسمت ۲ نشان می‌دهد.
به شیوه ای که یادآور قسمت ۱ است، در قسمت ۲ مشاهده کردیم که نوسانات در مناطق نفوذ (IAs) در سرعت های مختلف باد با تغییر در فشار هوا و دینامیک جریان باد در هر ۹ مورد مطابقت دارد.شکل ۱۳). بادها با نزدیک شدن به ساختمان ها با قسمت های برآمده در طرف های بادگیر برخورد کردند. با در نظر گرفتن موارد ۱ تا ۳ به عنوان مثال، ما به کاهش طول قسمت برآمدگی از حالت ۱ به مورد کاهش در نواحی کم فشار هوا در طرف‌های بادگیر و مناطق پرفشار هوا در طرف‌های بادگیر اشاره کردیم. ۳٫ به طور همزمان، گردابه های ایجاد شده در طرف های بادگیر با افزایش طول قسمت برآمدگی از اندازه و شدت کاسته شد. این روند دقیقاً همان چیزی است که در موارد ۴ تا ۶ و موارد ۷ تا ۹ مشاهده شد، همانطور که توسط نتایج شبیه‌سازی آشکار شد (شکل ۱۳). نتایج بیشتر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت تا تأثیرات عرض قسمت برآمدگی را تشخیص دهد. قابل توجه است که با افزایش عرض، هر دو ناحیه کم فشار و فشار هوا کاهش می‌یابد و اندازه و شدت گردابه‌ها کاهش می‌یابد. به طور خلاصه، اختلاف فشار هوا بین دو طرف بادگیر و بادگیر ساختمان ها با ازدیاد طول و عریض شدن قسمت های برآمدگی کاهش یافت. بخش‌های برآمدگی بزرگ‌تر جریان باد نرم‌تر را در اطراف ساختمان‌های T شکل تسهیل می‌کند. این مشاهدات نشان می دهد که چگونه افزایش طول و عرض قطعات برآمدگی با کاهش کل IA در سرعت های مختلف باد ارتباط دارد.

در قسمت ۲، توجه ما به ساختمان‌های بلندتر معطوف شد که ارتفاع آن‌ها به ۷۲ متر می‌رسید و به قطعات برآمدگی بزرگ‌تری مجهز بودند. این سازه‌ها نشان‌دهنده کهن الگوی ساختمان‌های ۲۴ طبقه‌ای هستند که چهار آپارتمان در هر طبقه را در خود جای می‌دهند و دارای بخش‌های برآمده نسبتاً گسترده هستند که از طول ۱۵ تا ۲۱ متر و عرض ۶ تا ۱۸ متر را شامل می‌شود. از طریق یک مقایسه کمی از ۹ مورد که شامل ترکیبات متنوعی از طول و عرض قسمت برآمدگی است، ما به طور مداوم کاهش IA، HVAs، و LVA را با افزایش طول و عرض قسمت‌های برآمدگی مشاهده کردیم. قابل توجه است، تجزیه و تحلیل ما نشان داد که اثرات گسترش طول کمی بیشتر از گسترش عرض است، که منجر به کاهش واضح‌تر در HVA و LVA با افزایش طول می‌شود. به طور خلاصه، تجزیه و تحلیل جامع ما بر نقش حیاتی ابعاد قسمت برآمدگی در شکل‌دهی محیط‌های باد در اطراف ساختمان‌های T شکل تأکید می‌کند، با ازدیاد طول‌ها که به طور قابل‌توجهی بر کاهش مناطق تحت تأثیر با سرعت‌های مختلف باد، به‌ویژه HVA و LVA تأثیر می‌گذارد.

تجزیه و تحلیل قسمت ۱ و بخش ۲ نشان می دهد که تغییرات در IA، HVAs، و LVAs هر دو قسمت ۱ و قسمت ۲ به طور قابل توجهی با کاهش در مناطق کم فشار، مناطق پرفشار و گردابه‌ها در طرف‌های بادگیر مرتبط است. به طور خاص، بزرگ‌کردن ابعاد مقاطع برآمده منجر به کاهش IA، LVAs، و HVA، همراه با کاهش نواحی کم فشار و پرفشار و کاهش اندازه‌های گردابی در سمت بادگیر سازه‌ها می‌شود. برعکس، کاهش ابعاد قطعات برآمدگی، اثرات متضادی ایجاد می کند. بررسی جریان‌های جریان باد نشان می‌دهد که بخش‌های برآمدگی در خدمت دوشاخه کردن بادها و هدایت آنها به اطراف ساختمان هستند. در نتیجه، افزایش طول و عرض بخش‌های برآمدگی باعث تهویه هوای بیرون می‌شود. به طور قابل توجهی، افزایش طول بخش برآمدگی در مقایسه با افزایش عرض آن، تأثیر کمی بیشتر بر ارتقای تهویه دارد. گسترش ابعاد بخش های برآمدگی جریان هوا را در اطراف ساختمان های T شکل تشویق می کند. این یافته‌ها بینش‌های ارزشمندی را برای تدوین استراتژی‌های طراحی با هدف بهبود شرایط باد در اطراف ساختمان‌های مسکونی بلند T شکل ارائه می‌دهند.

۳٫۳٫ مقایسه تأثیر متغیرهای هندسی بر LVA و HVA

تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که همه متغیرهای هندسی، از جمله LVAs و HVAs، توزیع های غیر نرمال را نشان می دهند. شکل ۱۴ یک نقشه حرارتی همبستگی-قدرت را نشان می دهد که تأثیرات محیط های باد و متغیرهای هندسی ساختمان های T-form را نشان می دهد. بررسی PCCها چندین یافته مهم به دست آورد: (۱) PCC بین H و LVA، و همچنین بین H و HVA، هر دو در ۰٫۹۸ قرار گرفتند، که منعکس کننده قدرت همبستگی بین LM و LVA، و LM و HVA است، که هر چهار مورد بودند. بالاترین در بین همبستگی های مشاهده شده. (۲) PCC بین WM و LVA 0.73 بود، با PCC کمی بالاتر از ۰٫۷۶ بین WM و HVA مشاهده شد. (۳) با توجه به قسمت برآمدگی، PCC بین LB و LVA، و همچنین بین LB و HVA، به ۰٫۸۸ رسید، که نشان دهنده یک همبستگی قوی مشابه با مشاهده شده بین ابعاد بخش اصلی و مناطق تحت تأثیر با سرعت باد متفاوت است. تجزیه و تحلیل همبستگی بینش‌های زیر را استنباط کرد: (۱) ارتفاع و طول بخش اولیه ساختمان‌های T-form بیشترین تأثیر را بر LVA و HVA داشت. (۲) عرض بخش اولیه تأثیر قوی تری بر HVA در مقایسه با LVA نشان داد. (۳) اندازه قسمت برآمدگی تأثیر قابل‌توجهی بر LVA و HVA نشان می‌دهد که نزدیک به ابعاد بخش اولیه است.

تجزیه و تحلیل MLR همبستگی خطی قوی بین متغیرهای هندسی مختلف را آشکار کرد. به عنوان مثال، قوی ترین همبستگی خطی بین طول LVA و LM مشاهده شد (پ مقدار = ۷٫۷۰ × ۱۰و همچنین بین LVA و WM (پ مقدار = ۳٫۰۲ × ۱۰). تجزیه و تحلیل واریانس بر تأثیر معنادار هر دو LM (پ مقدار = ۳٫۰۳۹ × ۱۰-۱۲) و WM (پ مقدار = ۵٫۲۴۱ × ۱۰) در مدل خطی. به طور مشابه، با بررسی ابعاد قسمت برآمدگی، یک همبستگی خطی قابل توجه بین LVA و LB ظاهر شد.پ مقدار = ۰٫۰۰۵۹۵۴)، در تضاد با همبستگی نسبتا ضعیف تر بین LVA و WB (پ مقدار = ۰٫۰۹۶۳۶). علاوه بر این، تجزیه و تحلیل واریانس تأثیر نسبتاً برجسته LB را بر مدل خطی نشان داد (پ مقدار = ۰٫۰۰۵۹۵۴).

علاوه بر این، تجزیه و تحلیل MLR همبستگی خطی قوی بین HVA و هر دو LM را برجسته کرد.پ مقدار = ۸٫۹۴ × ۱۰) و WM (پ مقدار = ۰٫۰۰۰۱۰۷). قابل توجه، LM (پ مقدار = ۱٫۹۶۵ × ۱۰-۱۱) و WM (پ مقدار = ۰٫۰۰۰۲۷۱۶) تأثیر قابل توجهی را بر مدل خطی نشان داد، همانطور که توسط تجزیه و تحلیل واریانس نشان داده شد. با این حال، با توجه به ابعاد قسمت برآمدگی، همبستگی خطی بین HVA و LB (پ مقدار = ۰٫۰۱۳۰۸۴۸) نسبتاً ضعیف تر از آنچه بین LVA و LB مشاهده شد بود، در حالی که همبستگی بین HVA و WB حتی قدرت کمتری را نشان داد (پ مقدار = ۰٫۹۰۶۵۷۴۹).

که در شکل ۱۵مدل‌های رگرسیون چند متغیره به صورت گرافیکی نشان داده شدند، با بررسی کامل باقی‌مانده‌ها در مقابل نمودارهای برازش شده که الگوهای غیرخطی متعددی را نشان می‌دهد. با این حال، نمودار معمولی Quantile-Quantile (QQ) نشان می دهد که باقیمانده ها به یک خط چین مستقیم می چسبند، که نشان دهنده توزیع نرمال است.

۳٫۴٫ محدودیت های تحقیق و تحقیقات آینده

با توجه به محدودیت‌ها، توجه به این نکته مهم است که این مطالعه به طور انحصاری به پویایی باد پیرامون ساختمان‌های مسکونی بلندمرتبه T شکل به صورت مجزا و بدون در نظر گرفتن حضور سازه‌های مجاور پرداخته است. علاوه بر این، این تحقیق تنها بر روی اثرات اندازه‌های قسمت برآمدگی و متغیرهای معماری معمولی در محدوده‌های مشخص متمرکز شد. شایان ذکر است که سایر متغیرهای مربوط به هندسه یا پیکربندی ساختمان می‌توانند به طور بالقوه تأثیرات متنوعی بر الگوهای باد داشته باشند. علاوه بر این، دامنه مطالعه ما تعداد نسبتاً محدودی از موارد را در بر می گرفت، و گسترش حجم نمونه به طور بالقوه می تواند تصویر دقیق تری از روندهای غالب ارائه دهد.

مطالعات آینده باید به بررسی تأثیر سازه‌های همسایه بر الگوهای باد در اطراف بلندمرتبه‌های T-form بپردازند و عواملی مانند ارتفاع و پیکربندی را برای بینش‌هایی در مورد دینامیک جریان هوای شهری بررسی کنند. بررسی فراتر از اندازه‌های قسمت برآمدگی برای گنجاندن متغیرهایی مانند عقب‌نشینی و مفصل‌بندی نما، می‌تواند درک تأثیر ترکیبی آنها بر محیط‌های باد را افزایش دهد. گسترش حجم نمونه برای شامل پیکربندی‌های مختلف ساختمان، شرایط سایت و مکان‌های جغرافیایی، تعمیم‌پذیری را بهبود می‌بخشد و بینش‌هایی را در زمینه‌های مختلف شهری ارائه می‌دهد. اتخاذ یک رویکرد جامع که عواملی مانند راحتی حرارتی، کیفیت هوا و تجربه عابر پیاده را ادغام می کند، می تواند به راه حل های طراحی جامع تری منجر شود. اعتبارسنجی و اصلاح مداوم مدل‌های محاسباتی مورد استفاده برای شبیه‌سازی محیط‌های باد برای بهبود دقت و قابلیت اطمینان بسیار مهم است. علاوه بر این، انجام ارزیابی‌های پس از اشغال و نظارت طولانی‌مدت ساختمان‌های T-form می‌تواند بازخورد ارزشمندی را در مورد اثربخشی طراحی و رضایت ساکنان ارائه دهد و بهبودهای تکراری را هدایت کند.

منبع:
۱- shahrsaz.ir , پایداری | متن کامل رایگان | بررسی تکراری محیط‌های باد تحت تأثیر هندسه‌های برآمدگی ساختمان‌های مرتفع با فرم T با استفاده از مدل‌سازی پارامتریک، CFD و تحلیل IAs
,۲۰۲۴-۰۴-۱۷ ۰۳:۳۰:۰۰
۲- https://www.mdpi.com/2071-1050/16/8/3354

به اشتراک بگذارید
تعداد دیدگاه : 0
  • دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط تیم مدیریت در وب منتشر خواهد شد.
  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.