بررسي و اصلاح آيروديناميكي مقطع برج بين المللي تهران در معرض بادهاي ساليانه

مطالعه جريان باد حول برجهاي بلند به دليل ريزش نامتقارن گردابه ها و در نتيجه وارد شدن نيروهاي نوساني به سازه از اهميت خاصي برخوردار مي‌باشد. هر چند تحليل اين پديده در شرايط خاص از قبيل سرعت و جهت جريان باد قبلاً صورت پذيرفته ولي تاكنون يك معيار كمي براي ارزيابي آئروديناميكي وضعيت برج در معرض انواع بادها با سرعت‌ها و در جهات مختلف با توجه به موقعيت خاص جغرافيايي محل صورت نپذيرفته است. در پژوهش حاضر شبيه‌سازي عددي جريان باد حول هندسه مقطع برج بين الملي 56 طبقه تهران در معرض سرعت‌هاي مختلف باد در جهات متفاوت انجام و نيروهاي آيروديناميكي و دامنه و فركانس نوسانات آنها محاسبه گرديده است. سپس با توجه به نامطلوب بودن هرگونه نيروي آئروديناميكي وارده به برج از ديدگاه سازه‌اي، از تركيب مقادير متوسط و دامنه نوسانات ضرائب آئروديناميكي در هر سرعت و زاويه وزش در شهر تهران معياري براي ارزيابي آئروديناميكي برج بين المللي تهران در معرض بادهاي ساليانه ارائه شده است. محاسبات عددي به صورت تراكم ناپذير ناپايا و با بهره‌گيري از مدل توربولانسي ترابرد تنش برشي كي- امگا صورت پذيرفته‌اند. بحراني‌ترين سرعت‌ها و موقعيت‌هاي وزش باد بر برج از نظر مجموع ضرايب متوسط و دامنه نوسانات ضرايب برآ و پسا موقعيت وزش صفر و بيست درجه به‌ترتيب در سرعت‌هاي باد 15 و 10 متر بر ثانيه تشخيص داده شد. به منظور بهبود خواص آيروديناميكي از جمله كاهش مقادير متوسط و دامنه نوسانات نيروهاي آيروديناميكي، تغييراتي در هندسه برج اعمال گشته و هندسه جديدي موسوم به هندسه اصلاحي معرفي و ضرايب آيروديناميكي آن با هندسه فعلي برج مقايسه شده است. بر اساس نتايج بدست آمده هندسه اصلاحي در همه موقعيت‌هاي بحراني وزش باد داراي مجموع ضرايب آيروديناميكي كمتري نسبت به هندسه اصلي بوده و به صورت ميانگين كاهش 21 درصدي مجموع ضرايب آيروديناميكي را نسبت به هندسه اصلي سبب مي‌شود.