2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДШИЕ.........................................................б
1. АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ЗАДАЧ АЗРОНОмИлИ, СВЯЗАННЫХ С
УЛУЧШЕНИЕМ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ НА СЕЛИТЕБНЫХ
ТЕРРИТОРИЯХ...................................................17
1.1. Анализ известных архитектурно-планировочных средств и методов строительной аэродинамики, применяемых с целью повышения устойчивости
среды в зонах техногенного влияния .................... 20
1.1.1. примеры учета ветровых воздействий на микроклимат в практике градостроительства ........................ 21
1.1.2. ьзаимодействие ветра с рельефом местности .... 27
1.1.3. О некоторых известных аэродинамических соотношениях в архитектуре и строительстве ...................... 30
1<1.4. использование зеленых насаждений в зонах
техногенного влияния ................................ 52
1.2. Анализ гидродинамических моделей ветровых течений в приземном атмосферном пограничном слое . .64
1.2.1. Моделирование пограничного слоя атмосферы при стационарных условиях ....................................... 65
1.2.2. Трансформация ветровых течений вследствие изменения шероховатости подстилающей поверхности... 75
1.2.3. Основные уравнения и критерии, используемые для описания движения воздуха в турбулентном пограничном слое..............................................84
1.2.4. Спектральные характеристики .......................... 93
1/3. перенос пассивных примесей воздушным потоком
и их распространение над поверхностями с широким спектром шероховатостей ..."........................97
1.3.1. О ситуации с загрязнением атмосферы примесями
и мерах борьбы с ним. ................................97
1.3.2. Математические модели и расчетные методики рассеивания примесей ....................................... 103
114. Краткие выводы.......................................... Ю?
з
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ЮДЕШЮЬАШЕ ВЕТРОВЫХ ТЕЧЕНИЙ В ЦРИЗНМЮЫ СДОЕ АТМОСФЕРЫ СЕЛИТЕБНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ... .110
2.1. иолу эмпирическая теория турбулентного пограничного слоя атмосферы вблизи поверхностей с широким спектром шероховатостей.......................НО
2.1.1. Физическая и математическая модели приземного слоя атмосферной турбулентности . . .111
2.1.2. Определение геострофической скорости ветра . . 122
2.1.3. Модель обтекания поверхностей с широким спектром шероховатостей .................................. 128
2.2. Трансформация воздушных потоков при обтекании
непроницаемых препятствий............................139
2.2.1. Определение аэродинамической тени за препятствием...............................................141
2.2.2. Влияние макрошероховатостей и рельефа местности на структуру приземного турбулентного слоя..................................................149
2.2.3. Взаимодействие ветровой струи с плоской
стенкой............................................156
2.2.4. Кинематика воздушного потока, обтекающего
здание в форме параллелепипеда.....................163
2.3. Нульсационные характеристики и спектры
воздушных течений в атмосфере........................167
2.3.1. Структура турбулентных пульсаций .................. 167
2.3.2. Спектральные характеристики.........................174
2.4. Краткие выводы........................................185
3. ФОРМИРОВАНИЕ КОМФОРТНОГО шИКРОЮШАТА и УЛУЧШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ЗЕлЕНВГіі НАСАЖДЕНИЯМИ .... 186
3.1. Моделирование процессов движения воздуха
сквозь зеленые насаждения .......................... 187
3.1.1. Просачивание воздуха через плотную полосу зеленых насаждений.........................................186
3.1.2. Обтекание ветром ажурной полосы зеленых насаждений.................................................194
3.2. Трансформация воздушного потока над плотной полосой зеленых насаждений ............................... 198
получить средние значения величины дисперсий, спектры и другие статистические характеристики вплоть до высот 50-100 м (и выше при наличии конвекции) в форме, допускающей некоторую физическую интерпретацию и обладающей большой общностью.
Другие, более современные натурные, лабораторные, численные и аналитические исследования осредненных течений и турбулентности над неровностями рельефа земной поверхности проводились в связи с необходимостью установить нормы для ветровых нагрузок на сооружения и требования к рассеянию загрязнений в окружающей среде, а также необходимостью понять, какой тип расположения и формы холмов оптимален для размещения на них городов /до/, подобные исследования, кстати, могут уменьшить или исключить затраты на измерения скоростей ветра на неудобных холмах и рельефах. Кроме того, такие исследования могут подсказать наиболее подходящие формы искусственных холмов, предлагаемых с целью более эффективного использования энергии ветра в областях Земли с плоской поверхностью, т.е. служить делу усовершенствования окружающей среды.
В задачах, связанных с окружающей средой, связь между аэродинамическими исследованиями и проектированием сооружений может быть весьма невелика. Например, может потребоваться расчет ветровых нагрузок на сложные конструкции или диффузии примеси на пересеченной местности, когда имеются лишь хорошо установленные правила для расчета ветровых нагрузок на простые конструкции или для диффузии примеси на уровне земли. В таком случае необходимо либо интуитивно обобщать существующие данные, либо ставить специальные эксперименты или начинать новые исследования.
Например, в работах Реттера Э.й. /1,2 и др./ исследовалась кинематика и динамика обтекания зданий простейших геомет-
рических форм. Моделирование обтекания удлиненного параллелепипеда проводилось методом источников и стоков в приближении вихревого течения идеальной жидкости. Затем рассматривалось обтекание зданий в пограничном слое с заданным степенным гиперболическим профилем скорости ветра, полученные расчетные зависимости с помощью значительного числа эмпирических коэффициентов и поправок позволяют, по мнению автора, удовлетворительно описывать картину обтекания здания.
&илые дома современных типов-зачастую параллелепипеды, у которых длина меньше высоты, а еще чаще сложной конфигурации в плане, с различными функционально-архитектурными элементами.
для современных же больших сооружений, в том числе с гибкими крышами и (или) стенами, поддерживаемыми избыточным внутренним давлением или подвешенными на жестком каркасе, вообще требуются специальные исследования аэродинамических сил и устойчивости. Конструкции проектируются все больших размеров, например, диаметром 500 м при высоте 150 м.
В общем случае распределение давлений вокруг обтекаемо-
%
го ветром здания, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, показано на рис. 1.1 /40/. Механизм образования подпора (приращения давления) на наветренной стороне, разрежения над крышей за точкой отрыва, а также отрывного течения на заветренной стороне ( в зоне аэродинамической тени) подробно разобран в работах /40,41/. Аэродинамический коэффициент
- Київ+380960830922