均勻來(lái)流下方柱表面風(fēng)壓非高斯特性的流場(chǎng)機(jī)理

杜曉慶，靳曉雨，許漢林，劉延泰

（1.上海大學(xué)土木工程系，上海200072；2.上海大學(xué)風(fēng)工程和氣動(dòng)控制研究中心，上海200072）

對(duì)于建筑主體和圍護(hù)結(jié)構(gòu)而言，研究人員往往最關(guān)注的是結(jié)構(gòu)表面的極值風(fēng)荷載和風(fēng)壓非高斯特性，并用極值風(fēng)壓驗(yàn)算局部結(jié)構(gòu)的安全性。而傳統(tǒng)的分析方法是將作用在結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載假設(shè)為高斯隨機(jī)過(guò)程。研究［1-4］表明：建筑局部表面存在明顯的風(fēng)壓非高斯特性，極值風(fēng)壓使結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生疲勞破壞，但風(fēng)壓非高斯特性的形成機(jī)理尚未澄清。因此，澄清方柱表面風(fēng)壓非高斯特性的產(chǎn)生機(jī)理不僅有利于理解超高層建筑的風(fēng)荷載特性，也有助于對(duì)其提出新的氣動(dòng)控制措施。

矩形截面在超高層建筑中應(yīng)用廣泛，韓寧等［5］和莊翔等［6］通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)方形建筑和矩形建筑的風(fēng)壓非高斯特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：建筑表面的風(fēng)壓偏度和峰度均隨風(fēng)向角會(huì)發(fā)生明顯的變化，建筑背風(fēng)面是主要的風(fēng)壓非高斯區(qū)域。樓文娟等［7］也通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)研究了帶切角的菱形超高層建筑的風(fēng)壓非高斯特性，發(fā)現(xiàn)側(cè)面前緣分離區(qū)、背風(fēng)面及迎風(fēng)面切角區(qū)域存在顯著的風(fēng)壓非高斯特性，并給出了風(fēng)壓非高斯區(qū)域的劃分依據(jù)。除了超高層建筑外，風(fēng)壓的非高斯特性也是大跨度屋蓋［8］和冷卻塔等［9］抗風(fēng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題之一。但受到風(fēng)洞試驗(yàn)條件的限制，以往研究均未從流場(chǎng)角度給出極值風(fēng)壓的產(chǎn)生機(jī)理和風(fēng)壓非高斯特性的形成機(jī)理。

均勻來(lái)流作用下的二維方柱（無(wú)限長(zhǎng)方柱）是方形截面超高層建筑的簡(jiǎn)化模型，研究二維方柱極值風(fēng)壓和風(fēng)壓非高斯特性的形成機(jī)理有助于理解超高層建筑的抗風(fēng)性能。以往文獻(xiàn)［10-13］對(duì)方柱的氣動(dòng)性能和流場(chǎng)特性隨風(fēng)向角的變化進(jìn)行了廣泛研究，并根據(jù)不同風(fēng)向角將方柱繞流場(chǎng)分成3種流態(tài)，即：①小風(fēng)向角（α=0°～10.0°），為“前角分離流態(tài)”；②中風(fēng)向角（α=10.0°～30.0°），為“分離泡流態(tài)”；③大風(fēng)向角（α=30.0°～45.0°），為“附著流流態(tài)”，但尚未見(jiàn)到采用數(shù)值模擬方法系統(tǒng)研究方柱風(fēng)壓非高斯特性流場(chǎng)機(jī)理的文獻(xiàn)。

本文針對(duì)均勻來(lái)流作用下的二維方柱，采用大渦模擬方法，在雷諾數(shù)為22 000的條件下，研究方柱表面風(fēng)壓非高斯特性隨風(fēng)向角的變化規(guī)律，分析風(fēng)壓非高斯區(qū)域與平均流場(chǎng)的關(guān)系，并基于瞬時(shí)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)探究方柱表面風(fēng)壓非高斯特性和極值風(fēng)壓的形成機(jī)理。

1 計(jì)算模型及驗(yàn)證

圖1為計(jì)算模型示意圖，來(lái)流風(fēng)速U0為3.28m·s-1，方柱邊長(zhǎng)D為0.1m，風(fēng)向角為α=0°～45.0°，雷諾數(shù)Re=2.2×104，圖中CL為方柱平均升力系數(shù)、CD為方柱平均阻力系數(shù)。圖2為計(jì)算域及邊界條件，入口邊界距離方柱中心為20D，方柱中心距離出口邊界為30D，橫風(fēng)向計(jì)算域?yàn)?0D，展向高度為2D，阻塞率為2.5%。計(jì)算域邊界條件采用均勻來(lái)流速度入口和自由出口邊界條件，方柱展向采用周期性邊界條件，方柱表面采用無(wú)滑移壁面邊界條件。采用SIMPLEC格式求解壓力速度耦合方程組，空間離散采用中心差分格式，時(shí)間離散采用二階全隱式。

為了選取合適的湍流模型和計(jì)算參數(shù)，在風(fēng)向角α=0°時(shí)，采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格比較了亞格子尺度模型、周向網(wǎng)格數(shù)量、量綱一化時(shí)間步、展向長(zhǎng)度等參數(shù)對(duì)方柱氣動(dòng)性的影響，結(jié)果驗(yàn)證內(nèi)容詳見(jiàn)文獻(xiàn)［14］。圖3給出了α=0°時(shí)方柱表面風(fēng)壓系數(shù)（由方柱展向中間截面周向測(cè)點(diǎn)的風(fēng)壓時(shí)程曲線得到）與文獻(xiàn)［15-18］結(jié)果的比較，可知本文計(jì)算的平均風(fēng)壓值和脈動(dòng)風(fēng)壓值均與文獻(xiàn)結(jié)果吻合良好，所以本文計(jì)算均采用大渦模擬湍流模型和WALE亞格子尺度模型。圖4為計(jì)算模型網(wǎng)格圖，方柱的周向分布200個(gè)網(wǎng)格，在角部加密；近壁面最小網(wǎng)格厚度為0.001D；近壁面y＋≈1；展向網(wǎng)格長(zhǎng)度為0.1D；計(jì)算模型的總網(wǎng)格數(shù)為59萬(wàn)；量綱一化時(shí)間步Δt*為0.025，其中Δt*= ΔtU0/D，Δt為時(shí)間步，U0為來(lái)流風(fēng)速。

風(fēng)壓非高斯特性的統(tǒng)計(jì)參數(shù)定義如下：偏度（skewness）系數(shù)是風(fēng)壓三階中心矩與均方差的三次方的比值，記為S，如式（1）所示；峰度（kurtosis）系數(shù)為風(fēng)壓四階中心矩與均方差的四次方的比值，記為K，如式（2）所示：

式中：N為風(fēng)壓系數(shù)時(shí)程的樣本數(shù)；Cp(i，t)為方柱表面第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的壓力系數(shù)時(shí)程；Cp.mean(i)為方柱表面第i個(gè)測(cè)點(diǎn)的平均壓力系數(shù)；σCp(i，t)為方柱表面第i個(gè)測(cè)點(diǎn)壓力系數(shù)時(shí)程Cp(i，t)的均方差。

圖1 計(jì)算模型示意圖Fig.1 Sketch of computational model

圖2 計(jì)算域及邊界條件Fig.2 Computational domain and boundary condition

圖3 α=0°時(shí)的方柱表面風(fēng)壓系數(shù)Fig.3 Pressure coefficient distribution of square cylinder for α=0°

圖4 計(jì)算模型的網(wǎng)格Fig.4 Computation grid scheme

2 計(jì)算結(jié)果及分析

2.1 表面風(fēng)壓系數(shù)

圖5為方柱表面平均風(fēng)壓和脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)隨風(fēng)向角的變化曲線，圖中Cp.mean為方柱表面平均風(fēng)壓系數(shù)、Cp.rsm為方柱表面脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)。

由圖5a可知，不同風(fēng)向角的平均風(fēng)壓系數(shù)差異很大，特別是在風(fēng)向角α=12.5°和20.0°（分離泡流態(tài)）時(shí)，方柱上側(cè)面（ab）的負(fù)壓會(huì)出現(xiàn)明顯的波動(dòng)。然而方柱背風(fēng)面（bc）和下側(cè)面（cd）的負(fù)壓均隨風(fēng)向角（除α=0°）的增大而增強(qiáng)，這與方柱上側(cè)面（ab）的變化趨勢(shì)相反。

由圖5b可知，方柱下側(cè)面（cd）的脈動(dòng)風(fēng)壓隨風(fēng)向角（除α=0°）的增大而增大，與方柱上側(cè)面（ab）的變化趨勢(shì)相反。特別是在α=0°（前角分離流態(tài)）時(shí)，方柱上、下側(cè)面的脈動(dòng)風(fēng)壓明顯大于其他工況值，并在方柱各角部位出現(xiàn)明顯“跳躍”現(xiàn)象。同時(shí)在α=12.5°和20.0°（分離泡流態(tài)）時(shí)，方柱上側(cè)面（ab）的脈動(dòng)風(fēng)壓出現(xiàn)明顯的變化。當(dāng)α=45.0°（附著流流態(tài)）時(shí)，方柱下側(cè)后角c點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)壓達(dá)到峰值，與平均風(fēng)壓的變化趨勢(shì)相似。

圖5 方柱表面風(fēng)壓系數(shù)分布隨風(fēng)向角的變化Fig.5 Pressure distribution of square cylinder with angle of attack

2.2 風(fēng)壓的偏度和峰度

圖6為方柱表面的風(fēng)壓偏度和峰度隨風(fēng)向角的變化曲線。圖中S為方柱表面風(fēng)壓偏度系數(shù)、K為方柱表面風(fēng)壓峰度系數(shù)。從圖6可知，方柱表面的風(fēng)壓偏度和峰度在相同風(fēng)向角時(shí)沿方柱四周的變化規(guī)律相似，在不同風(fēng)向角時(shí)均在方柱后角c點(diǎn)附近達(dá)到極值。

由圖6a可得，絕大部分的風(fēng)壓偏度都是負(fù)偏，僅在部分風(fēng)向角下才會(huì)出現(xiàn)正偏，而且方柱背風(fēng)面（bc）和下側(cè)面（cd）的風(fēng)壓偏度相對(duì)較大，特別是在方柱后角c點(diǎn)。當(dāng)α=0°（前角分離流態(tài)）時(shí)，方柱絕大部分區(qū)域的風(fēng)壓偏度絕對(duì)值均大于0.2，而在α=12.5°和20.0°（分離泡流態(tài)）時(shí)，方柱上側(cè)面（ab）分離泡區(qū)域的風(fēng)壓偏度很小。

由圖6b可知，方柱上、下側(cè)面靠近來(lái)流區(qū)域所有工況的風(fēng)壓峰度均較小，而方柱背風(fēng)面（bc）的風(fēng)壓峰度較大。當(dāng)α=0°（前角分離流態(tài)）時(shí)，僅方柱上、下側(cè)面后角附近的風(fēng)壓峰度大于3.5。當(dāng)α=12.5°和20.0°（分離泡流態(tài)）時(shí)，方柱上側(cè)面（ab）分離泡區(qū)域的風(fēng)壓峰度明顯比下側(cè)面（cd）的風(fēng)壓峰度小。在α=45.0°（附著流流態(tài)）時(shí)，方柱下側(cè)后角c點(diǎn)的風(fēng)壓峰度存在突變。

圖6 方柱表面風(fēng)壓非高斯特性隨風(fēng)向角的變化Fig.6 Non-Gaussian feature of pressure on square cylinder with wind angle

2.3 風(fēng)壓非高斯區(qū)域與平均流場(chǎng)

圖7為風(fēng)壓非高斯區(qū)域與平均流場(chǎng)圖。圖中X為順風(fēng)向坐標(biāo)、Y為橫風(fēng)向坐標(biāo)、Cp為平均流場(chǎng)風(fēng)壓系數(shù)，其中X/D為順風(fēng)向坐標(biāo)比、Y/D為橫風(fēng)向坐標(biāo)比。參照樓文娟等［7］的標(biāo)準(zhǔn)作為風(fēng)壓非高斯區(qū)域的判定依據(jù)：即偏度|S|＞0.2且峰度|K|＞3.5。圖7中黑色條形為風(fēng)壓出現(xiàn)非高斯特性的區(qū)域。文獻(xiàn)［5］是研究C類風(fēng)場(chǎng)下的方形高層建筑，根據(jù)其幾何縮尺比及模型尺寸，選取模型離地面2/3高度截面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與本文結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，得出大渦模擬的風(fēng)壓非高斯區(qū)域與文獻(xiàn)［5］結(jié)果基本一致。風(fēng)壓非高斯區(qū)域主要出現(xiàn)在方柱后角部位和背風(fēng)面（bc），而在方柱上側(cè)面（ab）分離泡區(qū)域則沒(méi)有出現(xiàn)明顯的風(fēng)壓非高斯現(xiàn)象。方柱下側(cè)面（cd）的風(fēng)壓非高斯區(qū)域隨風(fēng)向角的增大而逐漸變大，與方柱背風(fēng)面（bc）的變化趨勢(shì)相反。不同流態(tài)下的風(fēng)壓非高斯區(qū)域分布有所不同，但相同流態(tài)下的風(fēng)壓非高斯區(qū)域分布是相似的。由圖7a～7d可得，方柱尾流回流區(qū)的范圍隨風(fēng)向角的增大而逐漸變大。特別是α=12.5°和20.0°（分離泡流態(tài)）時(shí)，方柱上側(cè)面（ab）剪切層再附形成的分離泡，并未引起明顯的風(fēng)壓非高斯現(xiàn)象。當(dāng)α=0°（前角分離流態(tài)）時(shí)，方柱表面風(fēng)壓的非高斯區(qū)域僅出現(xiàn)在方柱后角部位。當(dāng)α=45.0°（附著流流態(tài)）時(shí)，方柱后角c點(diǎn)附近存在對(duì)稱的小漩渦。由圖7e～7h可知，方柱整體的負(fù)壓區(qū)域隨風(fēng)向角的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)負(fù)壓較小區(qū)域和正壓區(qū)域多為風(fēng)壓高斯區(qū)域，負(fù)壓較大區(qū)域多為風(fēng)壓非高斯區(qū)域。然而在α=12.5°和20.0°（分離泡流態(tài)）時(shí)，方柱上側(cè)面（ab）分離泡區(qū)域的負(fù)壓雖比較大，但并未引起明顯的風(fēng)壓非高斯現(xiàn)象。當(dāng)α=45.0°（附著流流態(tài)）時(shí)，方柱后角c點(diǎn)處存在明顯對(duì)稱的風(fēng)壓非高斯區(qū)域。

2.4 極值風(fēng)壓的流場(chǎng)機(jī)理

隨機(jī)出現(xiàn)的極值風(fēng)壓是導(dǎo)致風(fēng)壓非高斯特性的主要原因，通過(guò)詳細(xì)分析α=0°～45.0°具有風(fēng)壓非高斯特性測(cè)點(diǎn)的瞬態(tài)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，得到如圖8所示的極值風(fēng)壓流場(chǎng)機(jī)理示意圖。根據(jù)極值風(fēng)壓產(chǎn)生的原因可將其流場(chǎng)作用機(jī)理分為兩類，一種是角部附著渦作用機(jī)制，即方柱后角部的極值風(fēng)壓是由方柱角部部位間歇性出現(xiàn)的角部附著渦導(dǎo)致的；另一種是尾流卡門渦作用機(jī)制，即方柱背風(fēng)面的極值風(fēng)壓是由尾流卡門渦的回旋作用引起的。限于篇幅，以風(fēng)向角α=0°、12.5°、45.0°對(duì)這兩類機(jī)制的瞬時(shí)和局部流場(chǎng)圖做進(jìn)一步分析。

圖7 風(fēng)壓非高斯區(qū)域與平均流場(chǎng)的關(guān)系Fig 7 Relationship between non-Gaussian region and time-averaged field

2.4.1 角部附著渦作用機(jī)制

2.4.1.1α=0°流場(chǎng)機(jī)理

圖9為測(cè)點(diǎn)A的風(fēng)壓時(shí)程和概率密度分布曲線。圖中Cp（i，t）為方柱測(cè)點(diǎn)的風(fēng)壓系數(shù)時(shí)程。由圖9a可知，測(cè)點(diǎn)A的風(fēng)壓時(shí)程曲線存在明顯的向下偏移，且多處出現(xiàn)極值風(fēng)壓。由圖9b可知，測(cè)點(diǎn)A的風(fēng)壓概率密度分布曲線明顯向右傾斜形成較大的負(fù)偏，且曲線比較陡峭引起較大的峰度。圖9a中給出了4個(gè)典型采樣時(shí)刻。

圖10為α=0°瞬時(shí)流線和局部流場(chǎng)（風(fēng)壓和流線）圖，圖中Cp為瞬時(shí)流場(chǎng)風(fēng)壓系數(shù)。從瞬時(shí)流線圖可知，方柱上側(cè)剪切層形成的分離渦（初始狀態(tài)的尾流卡門渦）與縱穿方柱背風(fēng)面的下側(cè)流體在方柱后角部位相互作用，從而引起測(cè)點(diǎn)A的極值風(fēng)壓。從局部放大圖中的風(fēng)壓系數(shù)可知，在T3時(shí)刻，測(cè)點(diǎn)A的風(fēng)壓最大，是緣于上側(cè)剪切層分離渦在角部的分離作用，導(dǎo)致方柱表面出現(xiàn)逆時(shí)針間歇性的角部附著渦。雖在T4時(shí)刻，方柱表面也存在角部附著渦但并未引起極值風(fēng)壓，因?yàn)槠涫怯杉羟袑踊亓鲄^(qū)引起的順時(shí)針附著渦。

圖8 極值風(fēng)壓的流場(chǎng)機(jī)理Fig 8 Field mechanism of extreme pressure

2.4.1.2α=45.0°流場(chǎng)機(jī)理

圖11為測(cè)點(diǎn)B的風(fēng)壓時(shí)程與概率密度分布曲線。從圖11a可知，測(cè)點(diǎn)B的風(fēng)壓時(shí)程表現(xiàn)為明顯的不對(duì)稱，間歇性出現(xiàn)大幅值脈動(dòng)風(fēng)壓。由圖11b可知，在橫坐標(biāo)負(fù)值區(qū)，測(cè)點(diǎn)B的衰減速度比標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)的變化較慢，形成明顯的拖尾現(xiàn)象。為了進(jìn)一步探究α=45.0°后角極值風(fēng)壓的形成機(jī)理，圖11a中給出了4個(gè)典型采樣時(shí)刻。

圖9 α=0°測(cè)點(diǎn)A的脈動(dòng)風(fēng)壓和非高斯特征Fig 9 RSM pressure and non-Gaussian feature of point A for α=0°

圖10 α=0°瞬時(shí)流線與局部流場(chǎng)放大圖Fig 10 Instantaneous streamline and local amplification field for α=0°

圖11 α=45.0°測(cè)點(diǎn)B的脈動(dòng)風(fēng)壓和非高斯特征Fig 11 RSM pressure and non-Gaussian feature of point B for α=45.0°

圖12為α=45.0°瞬時(shí)流線和局部流場(chǎng)（風(fēng)壓和流線）圖。從瞬時(shí)流線圖可知，方柱上、下固定分離點(diǎn)附近存在恒在的分離渦，并不會(huì)引起明顯的風(fēng)壓非高斯現(xiàn)象。當(dāng)方柱尾流卡門渦在方柱后角作用時(shí)，會(huì)使測(cè)點(diǎn)B出現(xiàn)極值風(fēng)壓。從局部流場(chǎng)可知，在T3時(shí)刻出現(xiàn)極值風(fēng)壓，方柱表面出現(xiàn)間歇性的角部附著渦，同時(shí)測(cè)點(diǎn)B流體方向的改變也進(jìn)一步促進(jìn)了極值風(fēng)壓的出現(xiàn)。由此可知，方柱后角部位的極值風(fēng)壓是由間歇性出現(xiàn)的角部附著渦導(dǎo)致的，角部附著渦與方柱近尾流區(qū)的卡門渦有緊密的聯(lián)系。

圖12 α=45.0°瞬時(shí)流線與局部放大圖Fig 12 Instantaneous streamline and local amplification field for α=45.0°

2.4.2 尾流卡門渦作用機(jī)制

圖13為測(cè)點(diǎn)C的風(fēng)壓時(shí)程和概率密度分布曲線。由圖13a可知，測(cè)點(diǎn)C的風(fēng)壓時(shí)程曲線整體向負(fù)軸向偏移，間歇性出現(xiàn)極值風(fēng)壓。由圖13b可知，測(cè)點(diǎn)C的風(fēng)壓概率分布曲線有明顯的非高斯特性，與風(fēng)壓時(shí)程曲線的特征相吻合。為了進(jìn)一步探究方柱背風(fēng)面極值風(fēng)壓的形成機(jī)理，圖13a中給出了4個(gè)典型采樣時(shí)刻。

圖14為α=12.5°瞬時(shí)流線和局部流場(chǎng)（風(fēng)壓和流線）圖。從圖14可知，當(dāng)方柱上側(cè)尾流卡門渦向下移動(dòng)的過(guò)程中最靠近方柱背風(fēng)面時(shí)，測(cè)點(diǎn)C出現(xiàn)極值風(fēng)壓，同時(shí)方柱下側(cè)流體受尾流卡門渦的擠壓作用也進(jìn)一步促進(jìn)該點(diǎn)極值風(fēng)壓的產(chǎn)生。從局部放大圖可知，在T3時(shí)刻測(cè)點(diǎn)C出現(xiàn)極值風(fēng)壓時(shí)，此時(shí)并沒(méi)有明顯的間歇性附著渦，而是由貼近測(cè)點(diǎn)C的尾流卡門渦的回旋作用引起的，出現(xiàn)極值風(fēng)壓的位置也會(huì)隨尾流卡門渦的移動(dòng)而改變。

圖15為分離泡測(cè)點(diǎn)的風(fēng)壓時(shí)程和概率密度分布曲線。由圖15a可知，分離泡測(cè)點(diǎn)的風(fēng)壓時(shí)程相對(duì)穩(wěn)定。由圖15b可知，分離泡測(cè)點(diǎn)的風(fēng)壓概率密度分布曲線與標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)的變化吻合良好，也再次證明分離泡區(qū)域的風(fēng)壓表現(xiàn)出明顯的高斯特性。

圖13 α=12.5°測(cè)點(diǎn)C的脈動(dòng)風(fēng)壓和非高斯特征Fig 13 RSM pressure and non-Gaussian feature of point C for α=12.5°

3 結(jié)論

對(duì)雷諾數(shù)為22 000的方柱進(jìn)行大渦模擬，研究了均勻流作用下方柱表面風(fēng)壓非高斯特性隨風(fēng)向角的變化規(guī)律，分析了風(fēng)壓非高斯區(qū)域與平均流場(chǎng)的關(guān)系，并從流場(chǎng)角度闡述了方柱表面極值風(fēng)壓和風(fēng)壓非高斯特性的形成機(jī)理。主要結(jié)論如下：

圖14 α=12.5°瞬時(shí)流線與局部放大圖Fig 14 Instantaneous streamline and local amplification field for α=12.5°

圖15 α=12.5°分離泡測(cè)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)壓和非高斯特征Fig 15 RSM pressure and non-Gaussian feature of measuring point separation bubble for α=12.5°

（1）方柱表面的風(fēng)壓偏度和峰度在相同風(fēng)向角時(shí)沿方柱四周的變化規(guī)律相似，在不同風(fēng)向角時(shí)均在方柱后角部位附近達(dá)到極值。

（2）方柱表面的風(fēng)壓非高斯區(qū)域主要為方柱后角部位和背風(fēng)面，而剪切層再附形成的分離泡區(qū)域則不會(huì)出現(xiàn)明顯的風(fēng)壓非高斯現(xiàn)象。風(fēng)壓非高斯區(qū)域與方柱的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)有密切關(guān)聯(lián)。方柱下側(cè)面的風(fēng)壓非高斯區(qū)域隨風(fēng)向角的增大而逐漸變大，與方柱背風(fēng)面的變化趨勢(shì)相反。

（3）方柱后角部位的極值風(fēng)壓是由間歇性出現(xiàn)的角部附著渦導(dǎo)致的，角部附著渦則與方柱近尾流區(qū)的卡門渦有緊密的聯(lián)系；而方柱背風(fēng)面的極值風(fēng)壓則是由方柱尾流卡門渦的回旋作用引起的，出現(xiàn)極值風(fēng)壓的位置會(huì)隨尾流卡門渦的移動(dòng)而改變。

需要指出的是，實(shí)際超高層建筑的風(fēng)壓非高斯特性受多種因素的影響，如：大氣邊界層風(fēng)特性、截面形狀、高寬比和端部效應(yīng)等。而本文為了簡(jiǎn)化研究問(wèn)題，避免多因素的疊加效應(yīng)，僅研究了均勻來(lái)流下的方柱極值風(fēng)壓和風(fēng)壓非高斯特性的流場(chǎng)機(jī)理。為了進(jìn)一步澄清風(fēng)壓非高斯特性的機(jī)理，有必要進(jìn)一步研究平均風(fēng)剖面、來(lái)流湍流度、截面形狀等因素對(duì)風(fēng)壓非高斯特性的影響規(guī)律。