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저자정보
Shi-Tang Ke (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics) 김기혁 (부산대학교 건설융합학부) 박진환 (부경대학교) 정영수 (지진방재연구센터) 김인태 (부산대학교)
저널정보
국제구조공학회 Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Vol.70 No.4
발행연도
2019.1
수록면
479 - 497 (19page)

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In the current code design, the use of a uniform internal pressure coefficient of cooling towers as internal suction cannot reflect the 3D characteristics of flow field inside the tower body with different ventilation rate of shutters. Moreover, extreme weather such as heavy rain also has a direct impact on aerodynamic force on the internal surface and changes the turbulence effect of pulsating wind. In this study, the world\'s tallest cooling tower under construction, which stands 210m, is taken as the research object. The algorithm for two-way coupling between wind and rain is adopted. Simulation of wind field and raindrops is performed iteratively using continuous phase and discrete phase models, respectively, under the general principles of computational fluid dynamics (CFD). Firstly, the rule of influence of 9 combinations of wind speed and rainfall intensity on the volume of wind-driven rain, additional action force of raindrops and equivalent internal pressure coefficient of the tower body is analyzed. The combination of wind velocity and rainfall intensity that is most unfavorable to the cooling tower in terms of distribution of internal pressure coefficient is identified. On this basis, the wind/rain loads, distribution of aerodynamic force and working mechanism of internal pressures of the cooling tower under the most unfavorable working condition are compared between the four ventilation rates of shutters (0%, 15%, 30% and 100%). The results show that the amount of raindrops captured by the internal surface of the tower decreases as the wind velocity increases, and increases along with the rainfall intensity and ventilation rate of the shutters. The maximum value of rain-induced pressure coefficient is 0.013. The research findings lay the basis for determining the precise values of internal surface loads of cooling tower under extreme weather conditions.
#super-large cooling tower #two-way coupling between wind and rain #CFD #combination of wind velocity and rainfall intensity #pressure distribution on the internal surface

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참고문헌 (37)

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ANSYS / 2011 / Ansys Fluent Theory Guide / ANSYS Inc google schola Bennett, M. / 2011 / Vibration mitigation measures in cable stayed bridges / J. Molecular Struct. 996(1-3):64~68 google schola B. Blocken / 2010 / Comparison of calculation models for wind-driven rain deposition on building facades / Atmospheric Environment 44(14):1714~1725 Crossref Chen, B. W. / 2009 / Numerical simulation of wind and rain pressure on low building surface google schola X. Chen / 2016 / Extreme Wind Loads on Super-Large Cooling Towers / Journal of the International Association for Shell and Spatial Structures 57(1):49~58 Crossref

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