Yıl: 2023 Cilt: 38 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 2537 - 2553 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.824056 İndeks Tarihi: 29-09-2023

Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi

Öz:
Bu çalışmada, çatı eğim açısının 15°, 30° ve 45° ve saçak eğim açısının 0°, 15°, 30°, 45° ve 60° olduğu beşik çatılı alçak bina modelleri etrafında sürekli rejimdeki üç boyutlu akış alanları, Reynolds sayısının 40000 değeri için Standard k-ε, RNG k-ε ve Realizable k-ε türbülans modelleri ile hesaplanmıştır. Çatı ve saçak eğim açılarındaki değişikliğin basınç dağılımları üzerindeki etkisi model yüzeylerinde ortalama basınç katsayısı dağılımları şeklinde incelenmiştir. Sayısal çözümlerde rüzgar geliş açısı 90° olarak dikkate alınmıştır. Bina modellerindeki geometrik değişiklikler yüzey basınç dağılımlarında farklılık oluşturmaktadır. Yüzey basınç dağılımlarındaki belirgin farklılıklar çatı ön yüzeylerinde ve saçak yüzeylerinde ortaya çıkmaktadır. En kritik negatif pik basınç katsayıları 15° eğimli çatıların sırtlarında oluşmakta ve saçak eğim açısı arttıkça ön saçak üzerinde ve çatı sırtında oluşan pikler arasındaki fark azalmaktadır. Üç farklı türbülans modeliyle hesaplanan sayısal sonuçlar birbirine yakın olmaktadır.
Anahtar Kelime: Alçak bina beşik çatı saçak basınç katsayısı türbülans modeli

The effect of roof and eave pitch angles on pressure distribution on gable roof low-rise buildings

Öz:
In this study, the three-dimensional flow fields in the steady state around the low-rise building models with gable roof where the roof pitch angle is 15°, 30° and 45°, and the eave pitch angle is 0°, 15°, 30°, 45° and 60° were computed for the 40000 value of the Reynolds number with Standard k-ε, RNG k-ε and Realizable k-ε turbulence models. The effect of the change in roof and eave slope angles on the flow field was investigated as mean pressure coefficient distributions on the model surfaces. In numerical solutions, wind angle of incidence is considered as 90°. Geometric changes in building models create differences in surface pressure distributions. Differences in surface pressure distributions occur on the windward roof and eave surfaces. The most critical negative peak pressure coefficients are formed on the ridges of 15° inclined roofs. The difference between two peaks on the windward roof surfaces decreases as the angle of the eave’s inclination increases. The numerical results calculated by three different turbulence models are close to each other.
Anahtar Kelime: Low-rise building gable roof eave pressure coefficient turbulence modelling

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • 1. Blocken B., Stathopoulos T., Carmeliet J.E., Wind environmental conditions in passages between two long narrow perpendicular buildings, Journal of Aerospace Engineering, 21 (4), 280-287, 2008.
  • 2. Fan M., Chau C.K., Chan E.H.W., Jia J., A decision support tool for evaluating the air quality and wind comfort induced by different opening configurations for buildings in canyons, Science of the Total Environment, 574, 569-582, 2017.
  • 3. Serteser N., Karadag I., Design for improving pedestrian wind comfort: a case study on a courtyard around a tall building, Architectural Science Review, 61 (6), 492-499, 2018.
  • 4. Veena, K., Asha, V., Arshad Shameem, C., Venkatesh T.N., CFD analysis for siting of wind turbines on high rise buildings, Journal of Physics: Conf. Series 822, 012013, 2017.
  • 5. Davenport A.G., Surry D.J., The pressures on low rise structures in turbulent wind, Canadian Structural Engineering Conference, Ottowa, 1-39, 1974.
  • 6. Stathopouos T., Wind loads on low-rise buildings with various-sloped roofs, Engineering Structures, 23, 813-824, 1984.
  • 7. Kind R.J., Worst suctions near edges of flat rooftops with parapets, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 31, 251- 264, 1988.
  • 8. Meecham D., Surry D., Davenport A.G., The magnitude and distribution of wind-induced pressures on hip and gable roofs, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 38, 257-272, 1991.
  • 9. Robertson A.P., Effect of eaves detail on wind pressures over an industrial building, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 38, 325-333, 1991.
  • 10. Stathopoulos T., Luchian H., Wind-induced forces on eaves of low buildings, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 52, 249-261, 1994.
  • 11. Richardson G.M., Hoxey R.P., Robertson A.P., Short J.L., The Silsoe Structures Building: Comparisons of pressures measured at full scale and in two wind tunnels, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 72, 187-197, 1997.
  • 12. Hoxey R.P., Reynolds A.M., Richardson G.M., Robertson A.P., Short J.L., Observations of Reynolds number sensitivity in the separated flow region on a bluff body, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 73, 231-249, 1998.
  • 13. Uematsu Y., Isyumov N., Wind pressures acting on low-rise buildings, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 82, 1-25, 1999.
  • 14. Ginger J.D., Holmes J.D., Effect of building length on wind loads on low-rise buildings with a steep roof pitch, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 91, 1377-1400, 2003.
  • 15. Prasad D., Uliate T., Ahmed M.R., Wind loads on low-rise building models with different roof configurations, Fluid Mechanics Research, 36, 231-243, 2009.
  • 16. Bitsuamlak G.T., Warsido W., Ledesma E., Chowdhury A.G., Aerodynamic mitigation of roof and wall corner suctions using simple architectural elements, Journal of Engineering Mechanics, 139, 396- 408, 2013.
  • 17. Tominago Y., Akabayashi S., Kitahara T., Arinami Y., Air flow around isolated gable-roof buildings with different roof pitches: Wind tunnel experiments and CFD simulations, Building and Environment, 84, 204- 213, 2015.
  • 18. Fouad N.S., Mahmoud G.H., Nasr N.E., Comparative study of international codes with loads and CFD results for low rise buildings, Alexandria Engineering Journal, 57, 3623-3639, 2018.
  • 19. Xing F., Mohotti D., Chauhan K., Study on localized wind pressure development in gable roof buildings having different roof pitches with experiments, RANS and LES simulation models, Building and Environment, 143, 240-257, 2018.
  • 20. Shan W., Tamura Y., Yang Q., Li B., Effects of curved slopes, high ridges and double eaves on wind pressures on traditional Chinese hip roofs, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 183, 68-87, 2018.
  • 21. Singh J., Roy A.K., Effects of roof slope and wind direction on wind pressure distribution on the roof of a square plan pyramidal low-rise building using CFD simulation, International Journal of Advanced Structural Engineering, 11, 231-254, 2019.
  • 22. Launder B.E., Spalding D.B., The Numerical computation of turbulent flows, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 3, 269-289, 1974.
  • 23. Shih T.H., Liou W.W., Shabbir A., Zhu J., A new k െ ε eddy-viscosity model for high Reynolds number turbulent flows - model development and validation, Computers Fluids, 24, 227-238, 1995.
  • 24. Blocken B., Computational Fluid Dynamics for urban physics: Importance, scales, possibilities, limitations and ten tips and tricks towards accurate and reliable simulations, Building and Environment, 91, 219-245, 2015.
  • 25. Özmen Y., Farklı çatı tipleri ve eğimlerindeki binalar üzerinde rüzgâr etkilerinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi, Doktora Tezi, K.T.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 2006.
  • 26. Oliveira P.J., Younis B.A., On the prediction of turbulent flows around full-scale buildings, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 86, 203-220, 2000.
APA ÖZMEN Y, kopuz y (2023). Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi. , 2537 - 2553. 10.17341/gazimmfd.824056
Chicago ÖZMEN Yücel,kopuz yunus Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi. (2023): 2537 - 2553. 10.17341/gazimmfd.824056
MLA ÖZMEN Yücel,kopuz yunus Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi. , 2023, ss.2537 - 2553. 10.17341/gazimmfd.824056
AMA ÖZMEN Y,kopuz y Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi. . 2023; 2537 - 2553. 10.17341/gazimmfd.824056
Vancouver ÖZMEN Y,kopuz y Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi. . 2023; 2537 - 2553. 10.17341/gazimmfd.824056
IEEE ÖZMEN Y,kopuz y "Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi." , ss.2537 - 2553, 2023. 10.17341/gazimmfd.824056
ISNAD ÖZMEN, Yücel - kopuz, yunus. "Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi". (2023), 2537-2553. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.824056
APA ÖZMEN Y, kopuz y (2023). Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 38(4), 2537 - 2553. 10.17341/gazimmfd.824056
Chicago ÖZMEN Yücel,kopuz yunus Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 38, no.4 (2023): 2537 - 2553. 10.17341/gazimmfd.824056
MLA ÖZMEN Yücel,kopuz yunus Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.38, no.4, 2023, ss.2537 - 2553. 10.17341/gazimmfd.824056
AMA ÖZMEN Y,kopuz y Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2023; 38(4): 2537 - 2553. 10.17341/gazimmfd.824056
Vancouver ÖZMEN Y,kopuz y Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2023; 38(4): 2537 - 2553. 10.17341/gazimmfd.824056
IEEE ÖZMEN Y,kopuz y "Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 38, ss.2537 - 2553, 2023. 10.17341/gazimmfd.824056
ISNAD ÖZMEN, Yücel - kopuz, yunus. "Çatı ve saçak eğim açısının beşik çatılı alçak binalar üzerindeki basınç dağılımına etkisi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 38/4 (2023), 2537-2553. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.824056