A comparison of the forces on dome and prism for straight and tornadic wind using CFD model

Yousef, Majdi A.A.; Selvam, Panneer R.; Prakash, Jai

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자료유형: 학술저널

저자정보: Yousef, Majdi A.A. (Department of Civil Engineering, University of Arkansas) Selvam, Panneer R. (Department of Civil Engineering, University of Arkansas) Prakash, Jai (Department of Mathematics, University of Botswana)

저널정보: 테크노프레스 Wind & structures Wind & structures 제26권 제6호

발행연도: 2018.1

수록면: 369 - 382 (14page)

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Tornadoes are vertical swirling air formed because of the existence of layers of air with contrasting features of temperature, wind flow, moisture, and density. Tornadoes induce completely different wind forces than a straight-line (SL) wind. A suitably designed building for an SL wind may fail when exposed to a tornado-wind of the same wind speed. It is necessary to design buildings that are more resistant to tornadoes. In tornado-damaged areas, dome buildings seem to have less damage. As a dome structure is naturally wind resistant, domes have been used in back yards, as single family homes, as in-law quarters, man caves, game rooms, storm shelters, etc. However, little attention has been paid to the tornadic wind interactions with dome buildings. In this work, the tornado forces on a dome are computed using Computational Fluid Dynamics (CFD) for tornadic and SL wind. Then, the interaction of a tornado with a dome and a prism building are compared and analyzed. This work describes the results of the tornado wind effect on dome and prism buildings. The conclusions drawn from this study are illustrated in visualizations. The tornado force coefficients on a dome building are larger than SL wind forces, about 120% more in x- and y-directions and 280% more in z-direction. The tornado maximum pressure coefficients are also higher than SL wind by 150%. The tornado force coefficients on the prism are larger than the forces on the dome, about 100% more in x- and y-directions, and about 180% more in z-direction. The tornado maximum pressure coefficients on prism also are greater those on dome by 150% more. Hence, a dome building has less tornadic load than a prism because of its aerodynamic shape.

#tornado wind #CFD simulation #force and pressure coefficients #dome and prism building

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Yousef, Majdi A.A.

소속기관 Department of Civil Engineering, University of Arkansas

주요연구분야 공학 > 전기전자공학 > 전기공학

논문수 1 이용수 9

Selvam, Panneer R.

소속기관 Department of Civil Engineering, University of Arkansas

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Prakash, Jai

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주요연구분야 공학 > 전기전자공학 > 전기공학

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