摘要：在火力发电厂和核电站中通常都是使用双曲型冷却塔来对循环水进行冷却，而双曲线型自然通风冷却塔是一种高耸的圆形薄壳结构，对风载荷极其敏感。本文采用计算流体动力学方法研究了全尺寸双曲冷却塔在运行过程中内外表面的平均风压系数。在外表面风压系数计算中，考虑冷却塔混凝土表面粗糙度对外表面风压系数的影响。在规范规定的粗糙度范围内，通过改变冷却塔结构外表面混凝土的粗糙度，分别对全尺寸冷却塔结构外表面混凝土完全光滑以及冷却塔结构外表面混凝土粗糙度高度为0．5mm、1mm、1．5mm、2．5mm和5mm六种工况进行了数值模拟。将不同工况下的风压系数计算值与以往文献的风洞试验和现场实测数据进行了比较。在冷却塔内表面压力计算中，本文通过在冷却塔填料区域中加热水，通过热水与空气之间的热交换来模拟冷却塔在实际运行过程中塔内自然通风过程中发生的传热传质过程。本方法在空气相使用了欧拉方法而在水相采用了拉格朗日方法来实现，在填料区域中水流流动的水膜性质通过给定速度的液滴流来近似;通过控制液滴的下落速度来得到所需要的热量和质量传输。研究结果表明：冷却塔全尺寸CFD模拟虽然解决了风洞试验中碰到的雷诺数相似问题，但纯粹的光滑壁面冷却塔在CFD计算中得到的平均风压系数比实际值偏离较大;在冷却塔全尺寸CFD模拟中必须考虑实际冷却塔表面的粗糙度对其外表面平均风压系数影响;内压计算的结果显示冷却塔内部压力系数随着高度没有明显变化，近似为均匀分布，结果比风洞试验结果绝对值小，与以往文献显示的实测结果相吻合，证明本方法的正确性。
