方柱模型側向風力擾動係數實驗與規範之比較

風洞實驗模型中高寬比為 4 與 8 方柱模型，進行不同入口風速之側向 風力量測，本研究針對方柱側向擾動風力係數進行探討。由規範計算可得 知在高寬比 4 之方柱擾動風力係數為 0.152，相同模型在不同風速下側向 擾動係數結果如圖 4-24 所示，由圖上觀察出擾動係數較風力規範值為 小，數據範圍在 0.11~0.132 之間。

0 0.05 0.1 0.15 0.2

0 50000 100000 150000 200000 Re

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圖 4-24 高寬比為 4 之方柱擾動係數結果 (資料來源：本研究整理)

當模型置換成高寬比為 8 之方柱模型時，以相同之雷諾數範圍進行量 測，所得到結果如圖 4-25 所示，由圖上觀察出擾動係數範圍在

0.136~0.148。風力規範目前對此一高寬比尚無明確之相關建議，此一模 型較接近二維方柱體，因此擾動係數較 4D 高度模型為大。

0 0.05 0.1 0.15 0.2

0 50000 100000 150000 200000 Re

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圖 4-25 高寬比為 8 之方柱擾動係數結果 (資料來源：本研究整理)

諾數範圍下側向風力擾動係數與雷諾數關係如圖 4-26 所示，由圖上可以 觀察到其擾動係數約為 0.08～0.12，相對於高度 4D 之方柱模型其側向擾 動係數較低。

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14

0 50000 100000 150000 200000

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圖 4-26 高寬比為 4 削角距離 0.2D 之切角模型擾動係數結果 (資料來源：本研究整理)

當模型高度增加至 8D 時，其截角距離 0.2D 之切角模型，在相同之雷 諾數範圍下吹試，其擾動係數的結果如圖 4-27 所示。由圖上可以觀察到，

側向擾動係數約為 0.12，相較於高寬比為 4 之相同切角距離模型為大，

且與高寬比為 8 支方柱模型比較時發現，其擾動係數平均約低了了 18％。

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14

0 50000 100000 150000 200000

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圖 4-27 高寬比為 8 削角距離 0.2D 之切角模型擾動係數結果 (資料來源：本研究整理)

數與雷諾數關係如圖 4-28 所示。由圖上發現其側向擾動係數減少為 0.07，相較於截角距離為 0.2D 之相同高度切角模型低 25％。可以發現其 截角距離對擾動係數有一定程度上的影響。

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09

0 50000 100000 150000 200000

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圖 4-28 高寬比為 4 削角距離 0.2D 之切角模型擾動係數結果 (資料來源：本研究整理)

當模型高度增加至 8D 時，其截角距離 0.33D 之切角模型，在相同之 雷諾數範圍下吹試，其擾動係數的結果如圖 4-29 所示。由圖上可以觀察 到，側向擾動係數約為 0.105，相較於高寬比為 4 之相同切角距離模型為 大，且與高寬比為 8 但切角距離 0.2D 模型比較時發現，其擾動係數約低 了 8％。

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14

0 50000 100000 150000 200000

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圖 4-29 高寬比為 8 削角距離 0.33D 之切角模型擾動係數結果 (資料來源：本研究整理)

其側向擾動係數與雷諾數關係如圖 4-30 所示。由圖上發現其平均擾動係 數約為 0.095，交相同截角距離之切角模型略低 5％。

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

0 50000 100000 150000 200000

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圖 4-30 高寬比為 8 削角距離 0.33D 之圓弧角隅模型擾動係數結果 (資料來源：本研究整理)

其在相同切角距離（0.33D）角隅為圓弧外觀之模型，當模型高度降 為 4D 時，其雷諾數與擾動係數的關係如圖 4-31 所示。由圖上可以發現其 平均側向力擾動係數約為 0.067，相較於相同截角距離及高度之切角模型 時，發現其側向擾動係數差異約為 3％。

0.06 0.062 0.064 0.066 0.068 0.07 0.072 0.074

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 200000 Re

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圖 4-31 高寬比為 4 削角距離 0.33D 之圓弧角隅模型擾動係數結果 (資料來源：本研究整理)