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　　1邊界層理論

　　1.1邊界層理論的概念

　　物理學(xué)家朗普特認為邊界層具有如下特點(diǎn)：當流體處于大雷諾數條件中進(jìn)行運動(dòng)時(shí)，可以認為流體的導熱作用和粘性是在流體自身表面的薄層中發(fā)生的，這個(gè)薄層就是邊界層。根據上述特點(diǎn)，可以借助流體的相關(guān)參數將流體的傳熱規律和阻力大小推斷出來(lái)。

　　1.2邊界層理論的分析方法

　　大雷諾數的流動(dòng)區域被流體邊界層劃分成兩個(gè)不同的區域，其中，外部區域不存在粘性問(wèn)題，因此可以將其稱(chēng)之為無(wú)粘性流動(dòng)區；而另一區域處于流體粘性的作用下，因此其分析難度相對較高。對此，可以將該區域（或粘性流體）的分析方法確定為：在不考慮大雷諾數條件中熱傳導和粘性的基礎上，確定出流場(chǎng)。利用流場(chǎng)因素將物體便面的溫度分布情況、壓力參數以及速度參數等估算出來(lái)。當上述計算過(guò)程結束之后，可以將物體速度、溫度分布情況等作為邊界層的外邊界條件，進(jìn)而為粘性流體的分析提供數據參考。

　　1.3邊界層理論中的能量耗散

　　邊界層理論認為：當邊界層從物體表面分離出來(lái)時(shí)，其原本接觸位置會(huì )產(chǎn)生回流現象。該現象的原理為：如果邊界層的外流壓力逐漸增加，且方向與氣流流動(dòng)方向相同時(shí)，黏性阻力的作用及反方向的逆向作用力會(huì )引發(fā)流體動(dòng)量的變化（逐漸降低）。此時(shí)，當邊界層出現分離變化時(shí)，將會(huì )在物體表面形成一定尺寸的漩渦，同時(shí)引發(fā)能量耗散（能量耗散參數大小與漩渦有關(guān)）。

　　2建筑結構風(fēng)致內壓理論分析

　　這里主要從以下幾方面入手，對邊界層理論下的建筑結構風(fēng)致內壓理論進(jìn)行分析：

　　2.1建筑內壓的變化原理方面

　　出于通風(fēng)、利用自然光線(xiàn)等原因，建筑結構中通常包含著(zhù)多個(gè)開(kāi)孔。當外界環(huán)境中出現強風(fēng)時(shí)，建筑內會(huì )產(chǎn)生風(fēng)致內壓，這種因素會(huì )引發(fā)建筑總風(fēng)荷載的變化。在強風(fēng)作用下，外部環(huán)境中的氣流通過(guò)建筑結構的各個(gè)開(kāi)孔進(jìn)行流通，此時(shí)，建筑內壓將會(huì )產(chǎn)生極為明顯的變化。當強風(fēng)達到一定程度時(shí)，建筑物可能會(huì )出現玻璃幕墻破碎、建筑物倒塌等事故。

　　2.2建筑結構風(fēng)致內壓的分析工具

　　通過(guò)對以往學(xué)者研究的分析可知：大多數學(xué)者利用非定常伯努利方程作為分析建筑結構風(fēng)致內壓的工具[2]。事實(shí)上，這種工具的適用于無(wú)旋流體流動(dòng)、不可壓且流體沒(méi)有粘性的分析環(huán)境中。而就建筑結構風(fēng)致內壓而言，氣流在建筑內部的流通會(huì )產(chǎn)生旋流氣體，且這種流體具有一定的粘性。為了保證建筑結構風(fēng)致內壓分析結果的準確性，這里將邊界層理論作為風(fēng)致內壓的分析工具（邊界層理論的適用范圍與風(fēng)致內壓的特點(diǎn)相符）。

　　2.3邊界層理論下的建筑結構風(fēng)致內壓

　　無(wú)論湍流強度大小如何，當其進(jìn)入存在開(kāi)孔的建筑內部之后，會(huì )在開(kāi)孔的作用下轉化成湍流。在建筑結構中，可以將其開(kāi)孔位置的氣流特性描述為：在建筑內部結構中，氣流的流通不會(huì )與建筑壁面產(chǎn)生接觸[3]。從這個(gè)角度來(lái)講，可以認為氣流在建筑結構內部的流通不會(huì )受到建筑邊界約束作用的影響。與湍流應力相比，建筑開(kāi)孔位置氣流的黏性應力相對較小。因此，在實(shí)際分析過(guò)程中，可以忽略氣流的黏性應力參數。除此之外，在開(kāi)孔位于建筑墻面中間位置的情況下，當作用于建筑結構的來(lái)流域迎風(fēng)面為垂直關(guān)系時(shí)，氣流流動(dòng)方向的尺度遠遠高于與該方向垂直的尺度參數。

　　2.4基于風(fēng)致內壓的建筑能量損失

　　部分學(xué)者在分析建筑結構風(fēng)致內壓的過(guò)程中指出：黏性剪切應力的存在會(huì )使得處于建筑結構開(kāi)孔位置的流體產(chǎn)生能量耗散變化。為了更加精確地判斷出建筑結構開(kāi)孔位置的能量耗散參數，可以作出如下分析：將邊界層理論引入建筑結構風(fēng)致內壓的分析過(guò)程之后，可以判斷出：基于強風(fēng)產(chǎn)生的氣流流動(dòng)至建筑結構的開(kāi)孔位置時(shí)，會(huì )產(chǎn)生相應的湍流應力，而來(lái)自氣流粘性的黏性剪切應力參數顯著(zhù)低于湍流應力參數。當氣流通過(guò)建筑表面的開(kāi)孔進(jìn)入建筑內部的瞬間，建筑表面開(kāi)孔位置的周?chē)鷷?huì )產(chǎn)生旋渦。在旋渦的作用下，建筑結構開(kāi)孔位置處于靜止狀態(tài)的流體會(huì )被旋渦產(chǎn)生的湍流射流卷入旋渦中，并隨著(zhù)這兩種氣流逐漸流通至建筑結構的下部位置[4]。為了判斷黏性剪切應力與能量耗散參數之間的關(guān)系，利用邊界層理論分析方法對二者進(jìn)行詳細對比。對比結果表明：建筑結構開(kāi)孔位置的黏性剪切應力參數大于能量耗散參數。

　　3結束語(yǔ)

　　通過(guò)對現有研究資料的分析可以發(fā)現：大部分學(xué)者在分析建筑結構風(fēng)致內壓的過(guò)程中，都會(huì )將非定常伯努利方程作為基本工具。建筑結構風(fēng)致內壓的特殊性（有旋、有黏性）對非定常伯努利方程所得研究結果的準確性產(chǎn)生了一定干擾。為了更好地分析風(fēng)致內壓，可以利用邊界層理論替換原本的工具。結果表明：建筑結構縫制內壓中的能量耗散與建筑開(kāi)孔位置的黏性剪切應力無(wú)關(guān)。