بررسی و اصلاح آیرودینامیکی مقطع برج بین المللی تهران در معرض بادهای سالیانه

مطالعه جریان باد حول برجهای بلند به دلیل ریزش نامتقارن گردابه ها و در نتیجه وارد شدن نیروهای نوسانی به سازه از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. در پژوهش حاضر شبیه سازی عددی جریان باد حول هندسه مقطع برج بین الملی 56 طبقه تهران در معرض سرعت ها و جهات مختلف باد انجام و نیروهای آیرودینامیکی و قرکانس نوسانات آنها محاسبه گردیده است. سپس با ارایه یک روش جدید از ترکیب مقادیر متوسط و دامنه نوسانات ضرایب آیرودینامیکی در هر سرعت و زاویه وزش و همچنین اعمال احتمال وزش باد سالیانه معیاری برای ارزیابی آیرودینامیکی برج در معرض بادهای سالیانه ارایه شده است. محاسبات عددی با فرض جریان تراکم ناپذیر ناپایا و بهره گیری از مدل توربولانس k-ω SST صورت پذیرفته اند. بحرانی ترین سرعت ها و موقعیت های وزش باد بر برج از نظر مجموع ضرایب متوسط و دامنه نوسانات ضرایب برآ و پسا موقعیت وزش صفر و بیست درجه بترتیب در سرعتهای باد 15 و 10 متر بر ثانیه تشخیص داده شد. به منظور بهبود خواص آیرودینامیکی، تغییراتی در هندسه مقطع برج اعمال و ضرایب آیرودینامیکی آن با هندسه فعلی برج مقایسه شد. بر اساس نتایج بدست آمده هندسه اصلاحی در همه موقعیت های وزش باد دارای مجموع ضرایب آیرودینامیکی کمتر از هندسه اصلی بوده و به صورت میانگین کاهش 21 درصدی مجموع ضرایب آیرودینامیکی را نسبت به هندسه اصلی سبب می شود.