Размещено на http://www.allbest.ru/

ДОНБАСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди

ВІТРОВА ДІЯ НА ВИСОТНІ БУДІВЛІ В УМОВАХ МІСЬКОЇ ЗАБУДОВИ

КУЗНЕЦОВ СЕРГІЙ ГЕОРГІЙОВИЧ

Макіївка - 2009

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Будівництво висотних будівель в Україні, особливо в мільйонних містах, як і у всьому світі, пов'язано з гострим дефіцитом міської землі, що викликає масове ущільнення забудови. На сьогодні таких будівель в країні налічується більше 40, і всі вони побудовані як експериментальні, оскільки до недавнього часу нормативна база для зведення будівель вище за 73,5 м була відсутня. Прийняття державних будівельних норм на висотні будівлі дає можливість проектувати будови висотою лише до 100 м. Проектування будівель висотою більш 100 м як і раніше потребує індивідуальних підходів.

У цих умовах проектувальники зіткнулися з необхідністю розвивати і удосконалювати свій досвід будівництва подібних споруд з урахуванням розвитку технологій і підвищення вимог безпеки.

За ступенем складності зведення висотні будівлі перевершують мости і тунелі, головним чином за рахунок багатократного переважання висоти над площею основи, що створює значні навантаження на несучі конструкції. Велика висота будівлі приводить до значного збільшення відносно типової для середньоповерхової забудови величини вітрового навантаження, яке часто перевищує сумарну вагу споруди.

Перехід до нових, більш міцних матеріалів привів до зменшення маси будівель і споруд, а це висунуло на передній план проблему викликаних вітром деформацій конструкцій. Вітрові дії на висотні будівлі, що розташовуються в низькій забудові або в їх комплексі, в будівельних нормах не представлені і до цього часу достатньо не вивчені, також нормами не регламентуються правила випробування таких забудов на вітрові дії. З досвіду аеродинаміки відомо, що подібного роду об'єкти є генераторами підвітряних хвиль. Підвітряні хвилі мають властивості інтерференційного ефекту хвилеутворення, який може призвести до багатократного збільшення вітрового навантаження.

Експериментальні і чисельні дослідження є, як правило, досить складними, дорогими і трудомісткими, що не завжди дозволяє відобразити повну картину аеродинамічних процесів. Оперативне виконання таких розрахунків для будівель в умовах навколишньої забудови ставить в ряд першочергових вирішення науково-технічної проблеми визначення вітрових дій на висотні будівлі для вдосконалення засобів їх проектування. У таких випадках доцільно використовувати порівняно прості наближені методи і програми розрахунку, що забезпечують достатню для інженерної практики точність при мінімальних витратах часу. Розробка фізико-математичної моделі інтерференційного ефекту хвилеутворення при обтіканні висотної забудови та її інженерна реалізація вирішує проблему створення ефективного інструментарію проектування.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертації відповідає актуальним напрямам науково-технічної політики України і знаходиться у межах програми експериментального будівництва у відповідності з Наказом № 245 від 27.12.93 Міністерства регіонального розвитку та будівництва України. Основні дослідження теоретичного і прикладного характеру виконані в рамках гранта, наданого Німецькою академією зовнішніх обмінів (DAAD, S. 322, Num. A/01/06113) в Рурському університеті м. Бохум. Основні прикладні розробки були реалізовані в межах держбюджетних науково-дослідних робіт: Д-2-02-06 "Дослідження оптимальних конструктивних форм комбінованих великопрольотних просторових покриттів будівель і споруд" (№ 0106U002950), К-2-02-06 "Розробка рекомендацій з місцевих правил забудови" (№ 0107U000097), Д-2-4-03 "Розробка теоретичних основ та програмного забезпечення для проектування покриттів у вигляді оболонок довільної форми на підставі принципів будівельної інформатики" (№ 0103U000586), Д-2-1-01 "Розробка проекту аеродинамічної труби ДонДАБА" (№ 0100U000929). Автор дисертації є співвиконавцем даних робіт. Частина досліджень з дисертації виконана у межах госпдоговірних робіт Донбаської національної академії будівництва і архітектури (ДонНАБА), Київського національного авіаційного університету.

Мета дослідження - вирішення науково-технічної проблеми визначення вітрової дії на висотну будівлю в умовах впливу навколишніх будівель і забудови та її реалізація в розрахунках для висотних будівель повної складової вітрового тиску, а також оцінки чинників, що впливають на формування території забудови.

Задачі досліджень:

- масштабні, натурні та теоретичні дослідження забудов з висотною будівлею з метою виявлення обтікання вітровим потоком будівель, розрахунку вітрових навантажень і вивчення інтерференційних ефектів з урахуванням особливостей навколишньої забудови;

- визначення впливу хвильових ефектів (інтерференції, дисперсії, резонансу) на вітрові навантаження на висотні будівлі;

- експериментальні дослідження в гідродинамічній трубі аеродинамічних спектрів обтікання моделей висотних будівель, визначення поля швидкостей збуреного потоку довкола моделей;

- розробка методики і лабораторного устаткування масштабного експериментального дослідження вітрових навантажень для аеродинамічних пристроїв і встановлення критеріїв подібності при моделюванні приземного пограничного шару атмосфери;

- розвиток чисельної моделі аеродинамічних досліджень для вивчення загального випадку обтікання висотної будівлі та групи висотних будівель і виявлення аеродинамічних особливостей, які взаємодіють в комплексній забудові;

- розробка методики і створення апаратно-програмного комплексу технічної діагностики вітрових навантажень і дій вітру на будівлі і споруди та проведення натурних експериментальних досліджень вітрового тиску на висотну будівлю з урахуванням існуючої забудови;

- розробка фізико-математичної моделі розрахунку характеристик підвітряних хвиль залежно від стану атмосфери і розмірів джерела утворення хвиль з урахуванням ефектів дисипації і загасання;

- розробка інженерного методу визначення додаткових хвильових вітрових навантажень на висотні будівлі та навколишню забудову, який враховує інтерференційні явища повітряного середовища;

- впровадження результатів досліджень у практику проектування, будівництва та реконструкції будівель, споруд і їх комплексів.

Об'єкт дослідження - висотні будівлі, які розташовані в комплексах міської забудови.

Предмет дослідження - вітровий потік, що формується в міській забудові з висотними будівлями або спорудами, і вітрові дії на будівлі, що ним викликаються.

Методи дослідження:

- загальні методи емпіричного і теоретичного досліджень - експеримент, абстрагування, моделювання, аналіз і синтез;

- методи математичного моделювання;

- методи фізичного моделювання з використанням методів теорії подібності, аеродинамічних методів випробувань моделей будівель і їх комплексів, гідродинамічних методів виміру тиску;

- методи теоретичної гідро- і аеромеханіки.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в обґрунтуванні і розробці методологічних принципів і наукових положень, що дозволяють забезпечити розв'язання теоретичних, методологічних і практичних проблем визначення вітрових навантажень на висотну будівлю в умовах щільної міської забудови, та їх реалізація в розрахунках повної складової вітрового тиску для ефективної оцінки чинників, що впливають на формування території забудови. Відповідно до цього в дисертації:

- вперше одержано експериментальні дані про аеродинамічні спектри обтікання висотних забудов, які доводять виникнення ефектів хвилеутворення у швидкісному полі збуреного потоку навколо моделей, що дозволило розробити теорію, що описує підвітряні хвилі у міській забудові;

- розвинута теорія моделювання приземного пограничного шару атмосфери в частині способу генерації турбулентності, в результаті чого створено лабораторне устаткування для діючих аеродинамічних труб з короткою робочою частиною;

- удосконалено критерії проведення експериментів, що враховують зони відриву потоку та вплив пристінного пограничного шару, на основі яких розроблено конструктивні рішення аеродинамічних труб для проведення масштабних експериментів, а також створено апаратно-програмний комплекс для натурних експериментів;

- вдосконалена і розвинена чисельна модель аеродинамічного дослідження загального випадку обтікання висотної будівлі в постановці та рішенні краєвих задач, на базі якої розроблена чотирициклічна обчислювальна система для послідовного визначення характеристики вітрового потоку;

- вперше отримано експериментальні дані натурного дослідження аеродинамічних властивостей висотної будівлі в забудові, що підтвердило саму гіпотезу хвилеутворення, а також результати масштабних і чисельних експериментів та дозволило провести кореляцію фізико-математичної моделі ефекту інтерференції;

- розроблена фізико-математична модель розрахунку вітрового потоку, заснована на рішенні хвильових рівнянь, яка є основою для створення інженерного методу визначення додаткових хвильових вітрових навантажень на висотні будівлі і навколишню забудову.

Практичне значення отриманих результатів.

Одержані експериментально-теоретичні результати розвивають методи визначення вітрових навантажень для будівель і споруд, які формуються в результаті зміни вітрового потоку підвітряними хвилями окремих розміщених попереду будівель або групи висотних будівель. У результаті забезпечується можливість подальшого вдосконалення проектних рішень компоновки забудови та її окремих елементів, точніша оцінка розрахункових навантажень на несучі та огороджувальні конструкції, вдосконалення прикладних розрахункових програм, використовуваних при розрахунку і проектуванні будівель і споруд. Це дозволяє підвищити надійність і довговічність конструкцій, оптимізувати формування забудов з високими об'єктами.

Впровадження результатів роботи.

Результати розробки методики масштабного експериментального дослідження вітрових навантажень для аеродинамічних труб з короткою робочою частиною були реалізовані в аеродинамічній лабораторії кафедри аеродинаміки і льотної експлуатації Національного авіаційного університету, м. Київ, а також при проектуванні лабораторії будівельної аеродинаміки при кафедрі металевих конструкцій ДонНАБА.

Результати методології натурних випробувань на кафедрі металевих конструкцій ДонНАБА покладено в основу створення апаратно-програмного комплексу технічної діагностики вітрових навантажень і дій вітру на будівлі і споруди - системи моніторингу аеродинамічних властивостей (СМАВ). Комплекс СМАВ використаний при технічній діагностиці містобудівного комплексу "Срібний бриз" заввишки 110 м (34 поверхи), розташованого на перехресті проспекту П.Тичини і Дніпровської набережної в Дніпровському районі м. Києва.

Результати впроваджені при проектуванні, реконструкції і реновації житлових кварталів міст Києва, Керчі, Донецька і Донецької області в ННТЛ "Містобудування" ДонНАБА і Київському національному авіаційному університеті (у період з 2003 по 2008 рр.), при корегуванні генеральних планів міст Харцизька (у 2005 р.) і Докучаєвська (у 2006 р.) Донецької області.

Матеріали досліджень використані в навчальних лекційних курсах для студентів спеціальностей "Промислове і цивільне будівництво" та "Міське будівництво і господарство".

Особистий внесок здобувача. Найбільш істотні наукові результати, отримані особисто автором, полягають в аналізі, узагальненні і систематизації результатів експериментальних, теоретичних і чисельних досліджень, у розвитку чисельної моделі аеродинамічних досліджень загального випадку обтікання будівлі і забудови з висотними будівлями у сфері виявлення закономірностей і уточнення параметрів теорії, а також в розробці:

- методики масштабного експериментального дослідження вітрових навантажень на висотні будівлі в аеродинамічних трубах з короткою робочою частиною, використовуваних в сфері аеронавтики;

- конструктивних рішень аеродинамічних труб для проведення масштабних фізичних моделювань вітрових процесів в забудові, ефектів інтерференції та питань будівельної аеродинаміки;

- кінематичної моделі визначення параметрів зривів, які утворюються у вітровому потоці при обтіканні кутів висотної будівлі, яка дозволяє розраховувати локальні швидкості і тиск в цих умовах;

- фізико-математичної моделі, яка описує особливості природи інтерференційного хвилеутворення висотною забудовою у вітровому потоці;

- методик, що дозволили створити апаратно-програмний комплекс технічної діагностики вітрових навантажень і дій вітру на будівлі і споруди;

- інженерного методу визначення додаткових хвильових вітрових навантажень на висотні будівлі та навколишню забудову, який враховує інтерференційні явища повітряного середовища.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації докладалися й обговорювалися на: нараді з інженерних питань дії вітру “Wind Engineering” (м. Макіївка, жовтень 1999 р.); Четвертому міжнародному колоквіумі з аеродинаміки поганообтічних тіл та її застосування, Рурський університет (м. Бохум, Німеччина, вересень 2000 р.); Третій європейсько-африканській конференції з вітроінженерії (м. Ейндховен, Голландія, липень, 2001 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції «Вплив вітру на будинки і споруди» (м. Макіївка, травень 2001 р.); Сьомій міжнародній нараді з вітротехнологій в будівництві (м. Брауншвайг, Німеччина, листопад 2001р.); П'ятій міжнародній науково-технічній конференції ”АВІА-2003”, Національний авіаційний університет (м. Київ, квітень 2003 р.); П'ятій міжнародній східноєвропейській конференції з вітроінженерії, Інститут теоретичної і прикладної механіки Академії наук Чеської республіки (м.Прага, Чехія, червень 2005 р.); Другій міжнародній періодичній науково-практичній конференції «Спецпроект: Аналіз наукових досліджень» (Дніпропетровськ, грудень 2005 р.); Міжнародній науково-практичній конференції «Будівництво», Ростовський державний будівельний університет (м. Ростов-на-Дону, квітень 2006, 2007, 2008 рр.); 63-й міжнародній науково-технічній конференції (Сибстрін), Новосибірський державний архітектурно-будівельний університет (м. Новосибірськ, квітень 2006 р.); Дванадцятому міжнародному симпозіумі «Сучасні будівельні конструкції з металу, дерева і пластмас» (м. Одеса, травень 2007, 2008 рр.); Міжнародному колоквіумі «Розрахунки і проектування просторових великопрольотних конструкцій» (м.Скадовськ, вересень 2007); Четвертій міжнародній науково-практичній конференції «Інноваційні технології життєвого циклу об'єктів житлово-цивільного, промислового і транспортного призначення» (м. Ялта, АР Крим, вересень 2007 р.); Міжнародній науково-практичній конференції «Наука і інновації в сучасному будівництві - 2007» (м. Санкт-Петербург, жовтень 2007р.); Четвертій міжнародній науково-практичній конференції «Баштові споруди» (м. Макіївка, листопад 2007 р.); Міжнародній науково-технічній конференції професорсько-викладацького складу інституту будівництва і архітектури Московського державного будівельного університету (м. Москва, квітень 2008 р.); Дев'ятій українській науково-технічній конференції «Металеві конструкції: сьогодення та перспективи розвитку» (м. Київ, вересень 2008 р.); щорічних нарадах міжнародної асоціації кафедр металевих конструкцій; науково-технічних конференціях ДонНАБА 2000 - 2008 рр. В повному обсязі дисертація доповідалась на кафедрі архітектурних конструкцій Національного університету "Львівська політехніка", в Українському науково-дослідному та проектному інституті сталевих конструкцій імені В.М.Шимановського (м. Київ), на кафедрі конструкцій з металу, дерева та пластмас Полтавського національного технічного університету імені Юрія Кондратюка, на кафедрі металевих, дерев'яних і пластмасових конструкцій Одеської державної академії будівництва та архітектури, на кафедрі металевих конструкцій Санкт-Петербурзького державного архітектурно-будівельного університету.

Публікації. Основний зміст дисертації і результати досліджень опубліковані в монографії, 27 наукових публікаціях у виданнях, включених до переліку ВАК України.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, семи розділів, висновків, списку використаних джерел (335 найменувань) і шести додатків. Робота викладена на 453 сторінках, у тому числі 264 сторінки основного тексту, 52 повних сторінки з рисунками і таблицями, 38 сторінок списку використаних джерел, 99 сторінок додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

вітровий висотний будівля тиск

У вступі викладена загальна характеристика роботи, наведено обґрунтування актуальності розглянутої проблеми. Викладені мета, задачі досліджень, характеристика об'єкта і предмета дослідження, наукова і практична цінність результатів роботи, відомості про впровадження і апробацію результатів дослідження, особистий внесок автора в отримані результати, характеристика публікацій автора за темою дисертації, структура і обсяг дисертації.

У першому розділі на основі огляду літературних джерел зроблено аналіз експериментальних і теоретичних досліджень вітрових дій на будівлі і споруди в умовах їх взаємовпливу. У дослідженнях Є.В.Горохова, Р.І.Кінаша, М.І. Казакевича, С.Ф.Пічугіна, В.П.Мущанова, В.В.Стоянова, С.М.Шаповалова, В.А.Пашинського, А.М.Югова, В.В.Кулябка, С.С.Жуковського, Я.В.Назіма, С.М.Турбіна, О.Є.Копилова та інших встановлено, що на вітрові навантаження значно впливають розташовані поряд будівлі, споруди та рельєф. Висотні будівлі та споруди дуже чутливі до дії вітру, і при їх проектуванні повинен враховуватися цілий набір унікальних параметрів, що відповідають підвищеній гнучкості конструкції і роду впливу вітру.

Будівля або споруда, розташована в безпосередній близькості від іншої будівлі або споруди, знаходиться в інших умовах, ніж будівля, що стоїть окремо. Розроблені О.В.Шимановським, Є.В.Гороховим, А.В.Перельмутером, С.Ф.Пічугіним, В.А.Пашинським, В.М.Гордеєвим, М.О.Микитаренком державні будівельні норми та інші роботи містять вітрові навантаження лише для відособлених будівель. Традиційно вважається, що результатом загородження однієї будівлі іншою, є зменшення вітрової дії на загороджувану конструкцію.

У сучасній літературі для визначення вітрових навантажень проектувальникові пропонується недостатня кількість інформації, що враховує вплив ефекту інтерференції. Т.Статопулос, Р.І.Кінаш, С.С.Жуковський, О.Є.Копилов в своїх дослідженнях з оцінки вітрових навантажень на низькі будівлі при наявності крупних сусідніх будівель, провели порівняння експериментальних результатів з будівельними нормами, внаслідок чого була показана недооцінка і переоцінка вітрових навантажень. Звідси витікає, що дію конструкцій, які примикають, на вітрові навантаження слід оцінювати для реалістичного проектування будівель.

К.Л.Харріс у 1934 р. зазначив, що відбуваються значні зміни в розподілі тиску на моделі будівлі при наявності прилеглої конструкції. Дж.Вальш, Г.Ю.Нієманн, Р.І.Кінаш, В.В.Стоянов наводять декілька прикладів взаємодії розташованих на одній лінії групи башт димарів, резервуарів та інших споруд. К.Скрутон, М.І.Казакевич, В.В.Кулябко досліджували бафтинг моделі моста при наявності іншої конструкції. Д.Саваєр розглядав ґрадирню на предмет поєднання обставин, пов'язаних з поривами вітру і турбулентного сліду від прилеглих башт. Ефект когерентних джерел (у даному випадку двох однакових будівель) до цього часу не розглядався багатьма вченими як результат особливого фізичного процесу, що формує відмінні характеристики вітрового потоку, схожі з інтерференцією звуку або світла.

Умовно розглянемо висотну будівлю або споруду як перешкоду, що розташовується в потоці води. Зауважимо, що в порівнянні з невеликими перешкодами, що знаходяться на дні, довкола такої перешкоди при її обтіканні потоком виникатимуть сильні збурення. Також відмітимо, що далі по потоку створюється клин у вигляді хвиль, що розходяться, який був вперше описаний Кельвіном у 1887 році.

Одним із застосувань клину Кельвіна було проектування суден, і тоді з'явився термін - "корабельні хвилі". Корабельні хвилі, що розходяться, проявляються як вільні. Вони мають як яскраво виражені дисперсійні властивості (збільшення довжини і періоду хвилі при її вільному поширенні), так і групові властивості (швидкість поширення хвильового збурення у два рази менше від швидкості руху фронту кожної з хвиль, що утворюють хвилевий пакет). Кут розбіжності пакетів корабельних хвиль не залежить від швидкості ходу корабля і є яскравим підтвердженням того, що пакети вільних хвиль, які розходяться, рухаються зі швидкістю в два рази меншою, ніж гребені хвиль, що їх складають.

Підвітряні хвилі, що утворюються за перешкодами, є найбільш поширеними в природі і добре вивченими атмосферними гравітаційними хвилями. Хвильові рухи в цьому випадку носять квазідвовимірний характер. Інколи поєднання стійкої стратифікації і вітру, від помірного до сильного, породжує за окремими формами рельєфу складне поле атмосферних гравітаційних хвиль з ефектами інтерференції.

З погляду будівельної аеродинаміки висотні будівлі або споруди є джерелами хвилеутворення. При будівництві комплексу з групою висотних будівель, що мають однакові геометричні розміри, їх можна оцінити як когерентні джерела хвилеутворення. При появі декількох когерентних джерел виникає вірогідність появи ефекту інтерференції хвиль, який приводить до значного зменшення або збільшення вітрового тиску на будівлі або споруди, що знаходяться за висотною забудовою.

Отже, для підтвердження гіпотези хвильової інтерференції у вітровому потоці висотної забудови необхідно провести ряд масштабних експериментів в аеродинамічній і гідродинамічній трубах, виконати чисельне моделювання і моніторинг вітрових дій, які виникають в умовах існуючої забудови. Для систематизації проведення досліджень побудовано структурно-логічну схему.

У другому розділі зроблено опис загальної методики моделювання приземного пограничного шару атмосфери, правила визначення параметрів повітряного потоку, представлена лабораторна установка масштабного експериментального дослідження для аеродинамічних труб з короткою робочою частиною, розроблені конструктивні рішення аеродинамічних труб для лабораторії будівельної аеродинаміки. Наведені результати масштабних експериментів в аеродинамічній трубі.

Приземним пограничним шаром атмосфери є високотурбулентний, непостійний і неоднорідний повітряний потік, який можна описати лише за допомогою стохастичних засобів. Турбулентна структура вітру така, що, незважаючи на стохастичний характер, сусідні частинки не є незалежними одна від одної. Потік пограничного шару можна описати за допомогою стохастичних функцій. Це спрощує моделювання багатьох параметрів при вивченні вітрових навантажень (табл. 1).

Таблиця 1. Значимі параметри для опису пограничного шару

Просторовий розподіл середньої швидкості вітру		Профіль вітру
Просторовий розподіл турбулентних коливань швидкості		Інтенсивність турбулентності
Структурна кореляція турбулентних коливань швидкості		Величина інтегралу енергетичного спектру
Розподіл турбулентних коливань швидкості в частотному діапазоні		Функція спектральної щільності

Опис природного вітру базується на моделі турбулентності. Структура турбулентності залежить від шорсткості поверхні. Щоб здійснити моделювання потоку пограничного шару в аеродинамічній трубі, необхідно створити умови, подібні натурним.

Аеродинамічна труба повинна мати можливості для створення потоків, які моделюють основні характеристики вітру з метою отримання даних про дію вітру, наближених до натуральних природних умов. Природний вітер на певній ділянці складається з характеристик, пов'язаних з потоком, що насувається на ділянку (набігаючий потік) і характеристик, що отримуються в результаті дії будівель, конструкцій, значних топографічних особливостей (зміни потоку в прилеглому полі).

В основу створення лабораторного пристрою масштабного моделювання поставлено завдання удосконалення устаткування для моделювання приземного пограничного шару атмосфери в аеродинамічній трубі. Виконання нових генераторів вихорів дозволило забезпечити безступеневе регулювання товщини пограничного шару, використання тих самих генераторів вихорів і за рахунок цього істотно розширити експериментальні можливості існуючих численних авіаційних аеродинамічних труб з короткою робочою частиною, що робить можливим виконання в цих аеродинамічних трубах метеорологічних досліджень.

У проміжних перерізах сопла аеродинамічної труби між входом і випуском потоку лінії течій (лінії струму) мають різний напрям відносно подовжньої осі симетрії аеродинамічної труби. Так, в нижній частині сопла лінії струму направлені знизу вверх. Тому при зануренні в це середовище пласкої пластини (екрану) її передня кромка зустрічається з течією під кутом атаки 0°…40°. Це створює умови для відриву потоку зверху над екраном за передньою кромкою і, в такий спосіб, формує на екрані модель приземного пограничного шару.

Лабораторії будівельної аеродинаміки для випробування конструкцій, будівель і споруд для більшої ефективності та економічності повинні мати декілька аеродинамічних труб різної конфігурації. З цих міркувань було прийнято рішення про проектування і будівництво в Донбаській національній академії будівництва і архітектури лабораторії, в яку увійдуть дві метеорологічні аеродинамічні труби МАТ-1 і МАТ-2.

Характеристики МАТ-1: робоча частина закритого типу - довжина 4,8 м; ширина 1,0 м; висота 0,7 м; діаметр поворотного круга 0,9 м; максимальна швидкість потоку 20 м/с; 1 вентилятор потужністю 8 кВт, 220 В. Призначення: випробування окремих будівель або споруд у масштабах 1:100- 1:1000; елементів конструкцій; відпрацьовування методик експериментів; перевірка і градуювання приладів і датчиків.

Характеристики МАТ-2: розміри робочої частини - довжина 18,0 м; ширина 4,0 м; висота 1,9 м; діаметр поворотного круга 3,0 м; максимальна швидкість потоку 20 м/с; чотири вентилятори потужністю по 30 кВт, 380 В. Призначення: випробування окремих будівель, споруд або елементів конструкцій (М 1:1 - 1:200; експериментальна територія 9 м² - 36га), випробування комплексу будівель і споруд (М 1:200 - 1:2000; 36 га - 3600 га), випробування рельєфу місцевості, вирішення питань вітроенергетики (М1:2000 - 1:10000; 3600 га - 90000 га), атестація метеорологічних приладів і устаткування.

Масштабні експерименти з будівельної аеродинаміки були проведені в аеродинамічній трубі з пограничним шаром робочої групи будівельної аеродинаміки Рурського університету м. Бохум (Німеччина) - це аеродинамічна труба Ейфельової конструкції, прямоточна із закритою робочою частиною. Максимальна швидкість повітряного потоку складає 30 м/с. Рух потоку здійснюється шляхом всмоктування повітряних мас через робочу частину, в кінці якої розташовується дванадцатилопатеве нагнітальне вітроколесо.

Максимальний ефект інтерференції може очікуватися для розташування у відкритій місцевості або при висоті висотної забудови, що перевищує в три і більше разів висоту низької забудови, незмінно скорочуючись для передмістя і досягаючи мінімуму для міста з невисокою забудовою. Це пов'язано з тим, що для відкритої місцевості низька інтенсивність турбулентності дає організований слід з високим вмістом енергії позаду першої будівлі. Вихори з високою енергією в сліді першої будівлі впливають на другу будівлю і ведуть до високого ефекту інтерференції, тобто підвищенню пульсаційних навантажень на будівлю. Міський шар, з іншого боку, створює турбулентність, яка порушує організовані вихори і скорочує силу вихору, створюваного перерозподіленою енергією до широкого спектру частот. Це веде до зниження рівня збудження для другої будівлі, приводячи до меншого ефекту інтерференції в порівнянні з відкритою місцевістю.

Висотна будівля, розташована попереду по потоку, може створювати зворотний ефект на другу будівлю. Це явище було пояснене під час розгляду потоку довкола висотних будівель в пограничному шарі. Тиск на навітряну сторону будівлі знижується внаслідок зниження швидкості в пограничному шарі, відповідно, градієнт тиску викликає направлений вниз тиск повітря, який може привести до значних швидкостей (і тиску) на нижніх рівнях. Так, менші конструкції в безпосередній близькості висотної будівлі будуть схильні до більш високих вітрових навантажень.

Великі розміри першої будівлі створюють високий ефект інтерференції на другу будівлю через збільшення розміру сліду від першої будівлі, і звідси, до більших пульсаційних вітрових навантажень; середні навантаження, проте, скорочуватимуться через велике загородження.

Отримані експериментальні дані масштабного і теоретичного дослідження забудов з висотною будівлею виявили фізику обтікання вітровим потоком будівель та дали змогу оцінити вітрові навантаження та ефекти інтерференційного хвилеутворення в забудові з висотними будівлями.

У третьому розділі наведені експериментальні дослідження аеродинамічних спектрів обтікання забудов з висотних будівель і швидкісного поля збуреного потоку довкола моделей, отриманих на основі вивчення в гідродинамічній трубі.

Експериментальна гідродинамічна установка ГДТ-2М Київського державного авіаційного інституту призначена для дослідження аеродинамічних спектрів обтікання моделей, що зазнають аеродинамічних дій, визначення поля швидкостей збуреного потоку довкола моделей, проведення попередньої оптимізації аеродинамічної компоновки моделей, а також дослідження впливу місцевих удосконалень на аеродинаміку моделей.

Установка побудована за розімкненою схемою з вертикальною робочою частиною і має безперервний цикл роботи. Робочим тілом установки є вода. Розміри робочої частини ГДТ-2М складають 0,3 0,3 0,8 м³. Швидкість потоку в робочій частині змінюється в діапазоні 0,05 0,15 м/с, що відповідає числам Рейнольдса - Re 10³ 10⁴.

Установка забезпечує плавність і рівномірність потоку по всіх перерізах робочої частини, що дозволяє отримувати стійкі картини обтікання досліджуваних тіл. Для візуалізації потоку використовуються метод фарб і метод водневих бульбашок, а також дрібнодисперсний алюмінієвий порошок.

Розміри моделі (висота h = 0,12 м, ширина b = 0,03 м) підібрані так, щоб кінцеві перетікання не впливали на картину обтікання центрального перерізу. Модель встановлювалася в гідродинамічну трубу на спеціальному електромеханічному пристрої, розташованому на зовнішній стороні задньої стінки робочої частини, який дозволяє здійснювати обертання моделі відносно центру компоновки і відносно власної осі.

Робоча частина за допомогою насосу перекачування заповнювалася водою. Витратним краном в робочій частині гідродинамічної труби встановлювалася необхідна в експерименті швидкість потоку (V = 0,05 м/с, Re 110⁴). В процесі експерименту в робочу частину труби з «гребінки» і з дренажних точок моделей у вигляді тонких струминок підфарбованої рідини випускався фарбник, візуалізуючи тим самим обтікання моделі і сліду в заданому діапазоні кутів атаки.

В основу аналізу особливостей двовимірного та об'ємного стаціонарного і нестаціонарного обтікання покладено визначення впливу зміни частоти і положення осі коливань на фізичну картину обтікання моделі забудови висотних будівель.

При визначенні компоновки забудови і проектуванні висотних будівель одним з основних завдань є визначення аеродинамічних характеристик. На практиці це завдання вирішується з використанням теоретичних і експериментальних методів. Однак найбільш надійні дані про аеродинамічні характеристики об'єкта можуть бути отримані шляхом експериментальних досліджень в аеродинамічних трубах або натурними експериментами. Проте на сьогодні утворюються все більш оригінальні конфігурації забудов з висотними будівлями, де змінюються відстані між будівлями, висоти і багато що інше. Істотне збільшення витрат на виготовлення аеродинамічних моделей і функціонування аеродинамічних установок ускладнює використання експериментальних методів для отримання аеродинамічних характеристик в широкому діапазоні зміни геометричних параметрів, чисел Рейнольдса.

Результати експериментів в гідродинамічній трубі є основоположними для розвитку чисельної моделі аеродинамічних досліджень з метою вивчення загального обтікання висотної будови або групи висотних будівель.

В четвертому розділі розвинута чисельна модель Нав'є-Стокса для аеродинамічного дослідження загального випадку обтікання будівлі і забудови з висотними будівлями у сфері виявлення закономірностей і уточнення параметрів теорії обтікання повітряним потоком висотної будівлі з врахуванням навколишньої забудови.

На відміну від класичної схеми формального розщеплювання, використовується явна схема розщеплювання на фізичні чинники. Введемо наступні позначення:

V=, V=D, .

Припустимо, що в деякий момент часу t_n = n ( - крок за часом, n - число кроків) відомі поля швидкості V і тиск р. Тоді схему визначення невідомих функцій у момент часу t_n+1 = (n+1) можна представити у вигляді трьохетапної схеми розщеплювання:

I:;

II:, так як ;

III:.

Рівняння (III) виходить шляхом узяття дивергенції від обох частин рівності (II) з врахуванням рівняння нерозривності (умови соленоїдальності div Vⁿ⁺¹ = 0).

Пропонується наступна фізична інтерпретація наведеної схеми розщеплювання. На I етапі передбачається, що перенесення кількості руху (імпульсу одиниці маси) здійснюється лише за рахунок конвекції і дифузії. Отримане таким чином проміжне поле швидкості не задовольняє умові нестискуваності (). Проте варто відзначити, що проміжне поле швидкості має певний фізичний смисл. Дійсно, якщо застосувати оператора rot до рівняння (I), а також врахувати, що rot grad p = 0, то отримаємо rot = rot Vⁿ⁺¹=ⁿ⁺¹, тобто вже на I етапі проміжне поле швидкості у внутрішніх точках досліджуваної області течії дає правильні вихрові характеристики.

На II етапі за знайденим проміжним полем швидкості з врахуванням умови соленоїдальності вектора швидкості Vⁿ⁺¹ знаходиться поле тиску.

На III етапі передбачається, що перенесення здійснюється лише за рахунок градієнта тиску (конвекція і дифузія відсутні).

Отже, обчислювальний цикл має наступний вигляд: I - за відомим в початковий (або попередній) момент часу полю швидкості з рівняння (I) знаходиться проміжне поле швидкості, визначаючи тим самим праву частину рівняння (II); II - вирішується рівняння Пуассона для визначення тиску; III - коректується остаточне (на даному шарі за часом) поле швидкості. Цикл повторюється до виконання деякого критерію встановлення (якщо існує стаціонарне рішення) або до заданого моменту часу.

Основна система розрахункових рівнянь.

, (1)

, (2)

При чисельному розв'язання сформульованої задачі застосуємо описаний вище метод розщеплювання. Припустимо, що в деякий момент часу ( - крок за часом, n - число кроків) відомі поля швидкості V = (u,w), тиск P. Тоді процедуру визначення невідомих функцій у момент часу організовуємо у вигляді трьохетапної схеми розщеплювання.

I етап. Обчислення проміжних значень швидкості, температури і концентрації за рівняннями:

(3)

. (4)

II етап. Розрахунок поля тиску за обчисленими на першому етапі проміжними значеннями швидкості згідно з рівнянням

. (5)

III етап. Обчислення остаточних (на тимчасовому шарі n + 1) значень швидкості, температури і концентрації за рівняннями

, (6)

, (7)

Отже, цикл обчислень наступний:

1. За відомим в початковий (або попередній) момент часу полем швидкості з рівняння (3 - 4) знаходиться проміжне поле швидкості, визначаючи праву частину рівняння (5). Розв'язується рівняння Пуассона (5) для визначення тиску;

2. Коректується на даному шарі за часом поле швидкості (рівняння 6 - 7). Для скінченнорізницевої апроксимації рівнянь використовується введена "шахова" сітка, на якій координати сіткових функцій рознесені в просторі. Точка з координатами (i, j) збігається з центром вічка.

АВ - вхідна границя потоку рідина вливається в досліджувану область знизу вверх. На такій границі задаються умови в незбуреному потоці, тобто

v_i,j-1/2 = V (задано),

u_{i1/2, j-1}=-u_{i1/2, j}, p_{i, j-1}=p₀ (задано).

АВ - вихідна границя потоку. Рідина витікає з досліджуваної області знизу вверх. Тут можливі різні варіанти:

а) швидкість витікання задана і спрямована уздовж осі у; тоді

v_i,j-1/2 = V (задано),

u_{i1/2, j-1}=-u_{i1/2, j-1}, p_{i, j}=p₀ (задано).

б) при вільному витіканні

u_i1/2,j = 2u_i1/2,j-1- u_i1/2,j-2,

,

p_{i, j}=2p_i,j-2.

АВ - вісь (площина) симетрії. Якщо досліджувана область течії знаходиться над АВ, то граничні умови записуються у вигляді

u_{i1/2, j-1}=-u_{i1/2, j}, v_i,j-1/2 =0, p_{i, j-1}=pi,j,

АВ - тверда поверхня. Якщо рідина знаходиться над поверхнею АВ, то умова непротікання постає у вигляді v_{i, j-1/2}=0, а умова прилипання - у вигляді u_{i1/2, j-1/2}=0.

Слід зазначити, що для лінійних рівнянь результати аналізу стійкості за допомогою диференціальних наближень і методу Фур'є повністю збігаються. Стійкість другого і третього етапів запропонованого методу легко встановлюється з використанням стандартних прийомів.

Створено математичну базу для розробки методів розрахунку інтерференційних ефектів хвилеутворення і фізико-математичної моделі розрахунку поля тиску, утворюваного висотними будівлями.

У п'ятому розділі наведені методики, на базі яких створений апаратно-програмний комплекс технічної діагностики вітрових навантажень і дій вітру на будівлі і споруди. Система моніторингу аеродинамічної дії на висотні будівлі дозволяє керувати сенсорами в повністю автоматичному режимі, на великому видаленні від місця збору і обробки даних. Система, що працює в автоматичному режимі, дозволяє виконувати цикли вимірів з високою швидкістю і уникнути помилок, пов'язаних з людським чинником. Інтервал між циклами вимірів можуть складати від декількох хвилин або годин до місяців. Маючи постійно оновлювані параметри спостережуваного об'єкта, можна з високою мірою вірогідності робити прогнози стану потоку навколо забудови.

Система забезпечує вимірювання характеристичних параметрів аеродинамічного процесу в контрольованому об'ємі:

V = L H D, (8)

де L - довжина; H - висота; D - товщина.

При цьому забезпечується вимір:

* температури (t) в межах -50 - +50 С, з точністю 0,5%,

* відносної вологості () в межах 5 - 100 %, з точністю 1%,

* перепад тиску (р_а) в межах 500 Па, з точністю 0,5%,

* різниці тиску (р_i) в межах 250 Па, з точністю 0,5%,

* швидкості повітряного потоку (U) в межах 1,2 - 60 м/с, з точністю 0,5.

Коефіцієнти тиску визначаються згідно з формулою

, (9)

де p_i - перепад тиску в точці;

q - повний тиск вітрового потоку (q = U²/2);

- щільність повітря залежить від атмосферного тиску (р_а), температури (t) і вологості ().

Система має наступну інформаційну розрядність:

*вимір температури - 2 канали,

*вимір відносної вологості - 1 канал,

*вимір надлишкового тиску - 14 каналів,

*вимір тиску - 1 канал,

*вимір швидкості повітряного потоку - 4 канали.

Частота опитування датчиків задається програмно і може знаходитись в межах від 1 до 10 хвилин. Система має 8 управляючих каналів релейного типу. За інструментальну операційну систему нижнього рівня передбачається використовувати scada-систему OWEN PROCESS MANAGER (OPM), яка забезпечує наступні функції:

*відображення і моделювання інформаційної мережі, що складається з декількох функціональних модулів, у вигляді схеми технологічного процесу на екрані комп'ютера,

*збирання і первинну обробку інформації із заданою дискретністю обміну,

*відображення подій технологічного процесу в реальному масштабі часу,

*видачу повідомлень про граничні значення параметрів технологічного процесу,

*архівація параметрів технологічного процесу в конфігурації, що задається, з певною періодичністю і прив'язкою до режиму роботи кожного конкретного каналу,

*можливість графічної і таблично-діаграмної інтерпретації технологічного процесу за певний період.

Система SCADA легко інтегрується в будь-яку з широко розповсюджених інформаційних систем в статусі спеціалізованого інструментального середовища.

Результат виміру в послідовному цифровому коді передається за допомогою модемів по виділеній двопровідній лінії, і далі - через стандартний послідовний інтерфейс. Аналого-цифрове перетворення сигналів датчиків, а також всі операції обчислення, передачі даних і управління виконуються у вимірювальному блоці мікропроцесорним контролером на базі однокристальної МІКРО-ЕОМ.

Натурні випробування висотних будівель дозволили провести калібрування і модифікацію теоретичної моделі для більшої відповідності теорії реальним аеродинамічним властивостям забудови.

В шостому розділі розроблена фізико-математична модель, що описує особливості природи інтерференційного хвилеутворення висотною забудовою у вітровому потоці, а також дає можливість оцінити вітрові навантаження на навколишні будівлі і споруди у вказаних містобудівних умовах.

Погляду Ейлера досить часто дотримуються при вирішенні прикладних завдань. У розробленій кінематичній моделі використовується теорія Ейлера на основі методу джерел і стоків. Джерело - елементарна точка, з якої відбувається витікання повітря (при цьому витрата повітря Q > 0) на всіх напрямках, а стоком називається точка, в яку відбувається втікання (Q < 0) повітря. Потенціал течії визначається за формулою 10.

, (10)

де .

Швидкість V = grad ортогональна до кола, тобто направлена по радіусах. Лінії струму є променями, що виходять з точки. Якщо Q > 0, тоді швидкість V направлена вздовж r. Якщо Q < 0, то V направлена проти r. Швидкість наближується до нуля при r і до нескінченності при r 0. Значення нуль і нескінченність є критичними.

Встановлюємо початок координат, поєднавши вісь Y з навітряною гранню висотної будівлі, а вісь X проводимо через середину перерізу висотної будівлі паралельно напряму набігаючого повітряного потоку. Відповідно до такого визначення осей визначаємо координати джерела J₁ (,0) і стоку J₂ (,0).

Наявність лише одного джерела J₁ і стоку J₂ не обумовлює первинних збурень в передній частині висотної будівлі. Для утворення вихрових рухів розташовуємо симетрично два джерела J₃ (0, 0,5L_B); J₅(0, -0,5L_B) і два стоки J₄(, 0,5L_B); J₆ (, -0,5L_B) однакової інтенсивності. У точці М_i швидкість визначається з алгебраїчної суми прикладених векторів швидкостей від j-тих джерел і стоків. Проекції векторів швидкостей на осі визначаються за формулами

;;. (11)

Встановлено характеристики виникаючих підвітряних хвиль залежно від стану атмосфери і розмірів джерела хвилеутворення, геометричних розмірів області, де істотні хвильові навантаження і можливі посилення коливань. Оцінено перенесення енергії підвітряними хвилями з врахуванням ефектів дисипації і загасання, а також, на прикладі обтікання колового циліндра, залежність додаткового опору хвильового характеру від швидкості набігаючого потоку.

Форма гребенів визначається наступним співвідношенням:

, (12)

де Y₀ -. відстань від площини симетрії до геометричного центра будівлі.

У точках з однаковим значенням ординати спостерігається інтерференція виникаючих коливань. Амплітуда сумарного коливання дорівнює:

, (13)

де - різниця фаз, що приходять у точку коливань, якщо вважати, що A² дорівнює інтенсивності, і врахувавши (12), отримаємо формулу для перепаду тиску на поверхні віддаленої будівлі:

. (14)

Амплітуду хвиль визначаємо з числа Фруда і міделєвого перерізу будівлі в напрямі перпендикулярному вітровому потоку як в горизонтальній, так і у вертикальній плоскості. Для урахування джерел хвилеутворення необхідно використовувати наступний алгоритм:

1. Обирається досліджуваний напрям вітру;

2. За напрямом вітру для кожного джерела від крайніх точок проводяться прямі, утворюючи клин Кельвіна, джерелом хвилеутворення обирається точка сходження прямих;

3. У зонах, де немає хвильових збурень, розрахунок хвильового тиску визначається за формулою:

; (15)

4. Визначається область, де відбувається накладення двох і більше зон інтерференції;

5. Формула для визначення .

У такий спосіб здійснено адаптацію теорії підвітряних хвиль (рис. 15) для опису аеродинамічних процесів, що виникають у потоці при обтіканні висотних будівель і споруд.

У сьомому розділі розроблений інженерний метод визначення додаткових хвильових вітрових навантажень на висотні будівлі і навколишню забудову, який враховує інтерференційні явища повітряного середовища.

Ефект інтерференції може бути обчислений двома способами: перший - беруться величини тиску в певних точках на дослідних моделях і перетворюються в коефіцієнти лобового опору і підіймальної сили (бічної сили); другий - приймає моменти або прискорення на верхівці моделі висотної будівлі. Ефект інтерференції визначається як коефіцієнт інтерференції за формулою:

.

Пласка модель утворення підвітряних хвиль розглядає інтерференцію поперечної хвилі, що зароджується, при проходженні повітряних потоків уздовж будівлі і дозволяє зробити найперші оцінки процесів виникнення хвиль.

Незалежно від форми перешкоди з підвітряного боку утворюється регулярна система поперечних хвиль, довжина і період яких строго пов'язані із швидкістю набігаючого потоку: л_w = V₀²·2р/g; T_w = V₀·2р/g. Така властивість системи поперечних хвиль дозволяє досить просто оцінити довжину хвилі, скориставшись співвідношенням відстані, швидкістю набігаючого потоку і розмірами перешкоди L:

/L = V²/L · 2р/g. (16)

За безрозмірний і незалежний параметр, що характеризує хвилеутворення при різних швидкостях набігаючого потоку, прийняте число Фруда:

, (17)

яке також пов'язане з відношенням довжини поперечної хвилі до розміру перешкоди:

або . (18)

Розглянемо основні властивості підвітряних хвиль, що утворилися:

1. Частинки повітря беруть участь в русі коловими траєкторіями зі швидкістю:

. (19)

Кутова швидкість: . (20)

Локальний радіус траєкторії:. (21)

2. Користуючись умовою стаціонарності даного потоку, врахуємо, що лінії струму і траєкторії частинок збігаються. При переході ж до Лагранжевих координат, де завжди розглядаються траєкторії частинок повітря, раніше отримані рівняння відноситимуться також і до трохоїдних хвиль Герстнера.

Підміна кінематичної системи відліку ніяк не відбивається на використанні припущень про лінійність хвильових властивостей потоку, принаймні, в межах малих частинок повітря, а зберігаючи незмінним дисперсійне співвідношення щ² = g · k, відповідно збережеться і більшість висновків з лінійної теорії хвиль. Таке трактування поля швидкості робить його вихровим:

;.

Знак завихореності говорить про те, що повітряні хвилі кінцевої амплітуди (хвилі Герстнера) згасатимуть зі швидкістю, пропорційною квадрату амплітуди.

Для одержання хвильової поверхні і пошуку максимальної амплітуди хвилі у функції від її «частоти форми» запишемо вираз для радіусів траєкторій частинок в наступному вигляді:

. (22)

Відповідно до трохоїдної теорії, локальна траєкторія частинок описується дугою кола з радіусом r_w, залежним від поточної аплікати: z, для даної частинки z_w і від амплітуди хвилі:

. (23)

Швидкість руху елементарних частинок визначається через добуток частоти коливань і радіуса дуги траєкторії:

. (24)

Швидкість руху частинок повітря зростає із зменшенням параметра z. На вершині хвилі ці частинки переміщаються з максимальною швидкістю у напрямі руху її гребеня.

Припустимо, що швидкість частинок повітря не повинна перевищувати швидкості поширення підвітряної хвилі, оскільки це є умовою руйнування хвильового гребеня. В цьому випадку максимальна швидкість V = V_r:

. (25)

У граничному випадку трохоїдна теорія, шляхом чисельного (приблизного) вирішення отриманого співвідношення, дає константу: A·k = 1,134. У такий спосіб визначені початкові параметри для підвітряних хвиль, що вже утворилися:

, (26)

, (27)

де A_i(r) - функція Ейрі (враховує загасання хвиль у середовищі).

Додатковий хвильовий тиск визначимо за формулою:

, (28)

де n - число хвильових джерел.

У роботі наведені варіанти розрахунків додаткових хвильових навантажень залежно від швидкості вітру і відстаней між хвилеутворюючими будівлями. Відстані між будівлями варіювалися від 3 до 7 калібрів (b), швидкість вітру від 5 м/с до 20 м/с.

Розрахунки хвильових навантажень проведемо в точках зони інтерференції, найближчих до хвилеутворюючих будівель.

З аналізу видно, що зі збільшенням відстані між будівлями максимум навантаження зменшується, це пов'язано зі збільшенням відстані на якій можлива інтерференція підвітряних хвиль і, як наслідок, загасання амплітуди коливань. Оскільки хвилі для даного випадку напряму вітру приходять у точку в одній фазі, то спостерігається монотонна залежність хвильового навантаження від швидкості вітрового потоку.

Інженерний метод визначення додаткових хвильових вітрових навантажень представлено у вигляді блок-схеми, який засновано на розв'язанні рівнянь хвилеутворення і містить п'ять етапів. Впровадження результатів дисертаційної роботи в проектну практику полягає в визначенні граничних геометричних параметрів окремих будівель і уточнення місця їх розташування.

Рис. 1. Блок-схема інженерного методу визначення додаткових вітрових навантажень.

ВИСНОВКИ

1. Вирішено важливу науково-технічну проблему визначення вітрової дії на висотну будівлю в умовах впливу навколишніх будівель і забудови та її реалізація в розрахунках для висотних будівель повної складової вітрового тиску, а також оцінки чинників, що впливають на формування території забудови.

2. Доведена гіпотеза утворення підвітряних хвиль у вітровому потоці в міських умовах на основі отриманих результатів масштабних, натурних і теоретичних експериментів дослідження забудови з висотними будівлями. Оцінений вплив ефекту хвильової інтерференції при визначенні локальних і сумарних вітрових дій на будівлі з урахуванням особливостей навколишньої забудови. Значення коефіцієнта вітрового тиску збільшуються усереднено на 50%, а його середньоквадратичні відхилення подвоюються в порівнянні з відокремленою будівлею. Визначені величини впливу ефекту інтерференції потоку на зміни вітрового тиску і критичні відстані між висотним будівлями.

...