بررسي عددي الگوهاي تخريب ناشي از گردبادهاي با حركت انتقالي و نسبت چرخش كوچك

Numerical investigation on damage patterns of low swirl translating tornadoes

در اين مقاله يك محفظه توليد گردباد آزمايشگاهي شبيه سازي و حل عددي جريان آشفته با به كارگيري مدلسازي گردابه هاي بزرگ، براي گردبادهاي ساكن و با حركت انتقالي، گزارش شده است. اعتبارسنجي حل عددي گردباد ساكن با نتايج آزمايشگاهي بيكر انجام شده، سپس اثر پارامترهاي بيشينه سرعت باد، مدت زمان عبور سرعت هاي بيشينه و شتاب حركت گردباد بر الگوي تخريب بررسي شده است. اولين نتيجه حاصل از حل عددي نشان از افزايش اثر تخريبي گردباد با افزايش ارتفاع مي دهد. همچنين بيشترين ميزان تخريب گردباد نزديك به مركز چرخش آن و در سمتي رخ مي دهد كه سرعت انتقالي موجب افزايش سرعت مماسي سيال مي شود. با توجه به زياد بودن شتاب در تمامي ارتفاعات، اثر اين پارامتر در ساخت تمامي سازه ها، اعم از كوتاه و بلند، حايز اهميت است. در مقابل، اثر اندازه سرعت و مدت زمان عبور سرعت هاي بيشينه بر الگوي تخريب سازه هاي بلند بيشتر از سازه هاي با ارتفاع كم و متوسط مي باشد.

In this paper, numerical simulations of stationary and translating tornadoes are carried out using Ward-type simulator results and large eddy turbulence model. Validation for stationary case has been done with experimental work of Baker. The effects of peak winds, duration of intense winds and acceleration of translating tornado on damage patterns have been investigated. Results show that destruction is more intense at the side of the tornado that translational velocity and tangential wind velocity are added up.Moreover, peak wind velocity and duration of intense winds are important factors that have important effects on the destruction pattern of tall structures. However, the value of the translational acceleration of tornado is important for the design of all structures regardless of their heights.