Экспериментальное (аэрофизическое) моделирование

5.4.1 Целью аэрофизического моделирования является определение параметров взаимодействия проектируемого объекта с нормативным ветром.

5.4.2 Следует использовать аэродинамические трубы, оснащенные средствами создания неравномерного профиля скорости воздушного потока, имитирующего структуру нормативного ветра в соответствующем уменьшенном линейном масштабе.

5.4.3 Макет здания с элементами окружающей застройки изготавливают с соблюдением правил геометрического подобия. Высоту h макета выбирают из условий соблюдения установленных для данной трубы ограничений на степень загромождения поперечного сечения рабочей части.

5.4.4 Величина является коэффициентом геометрического подобия макета по отношению к натурному объекту, обычно N находится в диапазоне от 100 до 400.

5.4.5 Для контроля неравномерности потока, реализованной в аэродинамической трубе, определяют h -фактор

, (7)

представляющий собой отношение скоростных напоров потока, измеренных на уровне высоты макета здания h и на уровне половины этой высоты. Отличие полученного значения h от величины 2 (таблица 6) характеризует отклонение фактически реализованной неравномерности потока в аэродинамической трубе от нормативной по формуле (1) для заданного типа местности.

Таблица 6 - Нормативное значение h -фактора

5.4.6 При проведении испытаний макета сооружения в аэродинамической трубе непосредственно измеряют скоростной напор набегающего потока на высоте h и значения избыточного давления в заданных контрольных дренажных точках j =1, 2,... на поверхности макета, по которым затем определяют безразмерный коэффициент давления

. (8)

5.4.7 Характерную скорость воздушного потока в трубе выбирают достаточной для обеспечения автомодельности по числу Рейнольдса, когда дальнейшее увеличение скорости не приводит к существенному изменению осредненных значений в контрольных точках на макете.

5.4.8 Результаты экспериментов представляют в виде таблиц значений базового аэродинамического коэффициента С (см. 5.3.2) для заданных точек j на ограждающих конструкциях проектируемого объекта. Значения С определяют по формуле

, (9)

где Н - коэффициент высоты (см. 4.2.2);

- осредненное значение экспериментального коэффициента давления, полученного по формуле (8).

5.4.9 Сопроводительная документация должна содержать следующие контрольные сведения:

- наименование и принадлежность аэродинамической трубы (с указанием ее основных размеров, диапазона скоростей, характеристик турбулентности потока);

- способ создания неравномерного профиля скоростного напора, имитирующего нормативный ветер (искусственная шероховатость или поперечные решетки переменной густоты, или их комбинация и т.п.);

- значение фактически реализованного h -фактора;

- данные, подтверждающие соответствие условий эксперимента диапазону автомодельности по числу Рейнольдса.

Примечание - В настоящем стандарте не затрагиваются вопросы экспериментального определения пульсационных составляющих ветровой нагрузки. Эти вопросы необходимо решать через установление отдельного стандарта на характеристики турбулентности и нестационарных порывов для нормативного ветра. Приближенные методики оценки пульсационной составляющей ветровой нагрузки приведены в СП 20.13330.2011.