平地和坡地地形下移动下击暴流风场特性研究
发布时间：2021-11-14 14:03
下击暴流为雷暴天气中急速下沉气流猛烈冲击地面并向四周扩散而引起的近地面短时强风的灾害现象。下击暴流发生频度高且破坏性强,引起了国内外学者的广泛关注。近年来,现场实测、理论研究、风洞试验和数值模拟等手段被应用到下击暴流的一系列研究中。已有研究主要是针对静止下击暴流,而实际下击暴流往往伴随有风暴移动,其风场特性和静止风暴明显不同。而且,类似于大气边界层风场,地形对下击暴流风场也具有显著的放大作用。为了深入研究考虑平地和坡地地形影响的移动下击暴流的风场特性和发展规律,完善相关风剖面的研究,并为后续的结构抗风设计提供一定的参考依据,论文采用了风洞试验和大涡模拟两种方法对移动下击暴流的风场特性进行研究,主要内容包括:（1）在风洞试验室中采用可移动的冲击射流装置,模拟静止和移动下击暴流作用下平地和坡地地形的风场特性。结果表明:喷口直径对归一化后的冲击射流风场影响较小,喷口移动速度对曲线峰值的放大作用比较明显,射流速度对峰值的影响不大。不同坡度的檐口位置对风速均有加速效应,而且坡度越大,加速效应越明显。（2）采用大涡方法对移动下击暴流进行三维缩尺数值模拟,验证了数值模拟的可靠性。在此基础上,补充了多...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
下击暴流发生过程
图 1.3 Wood 的试验装置Fig.1.3 Experimental device of WoodXu[44]采用相似装置，研究了下击暴流发生时地表的风压分布和雷诺效应、射流条件、几何形状以及地表粗糙度对下击暴流风场的影响。Mcconville[45]等则通固定喷嘴，使用移动的风速探头测量了下击暴流的风速时程，并与实测结果取了较好的一致性。Letchford 和 Chay[46-50]采用竖直向上的移动喷筒模拟了稳态和非稳态下击暴风场，还研究了喷口直径变化对下击暴流风场的影响，实验装置如图 1.4 所示。XZ
（a） （b）图 1.5 浙江大学的试验装置Fig.1.5 The experimental device of Zhejiang University不少学者已经研究了地形对边界层风场的影响，T.Ishihara 等人[53]针对为 32°对称山体，采用热线风速仪测量了边界层风场分布，K.Kondo 等人[54]研究了 7.5°、15°、30°、45°和 60°坡对边界层风场的影响，讨论了平均风速的地形放大系数和脉动风速分布。P.Carpenter 和 N.Locke[55]通过风洞试验研究了连续山体的平均和脉动风场分布。然而很少有学者研究地形对下击暴流风场特性的影响。Selvam 和Holmes[56]针对地形特征对下击暴流风场的影响进行了早期调查，研究了单坡坡度为 0.25 时下击暴流风速的变化，并认为由此产生的风速变化通常远小于大气边界层风。Letchford 和 Illidge[57,58]在不同坡度的各种坡地地形中，得到了下击暴流的加速因子，他们认为顶部的加速因子随坡度的增加而增大，并且随坡与风暴中心距离的增大而减小。Wood 等人[59]也认为随着测试位置和喷口之间距离的增加，地形加速因子略有下降。他们还指出，除坡顶的近地面高度之外，澳大利亚风荷载规范过于保守。Wood 等人的例子以及 Letchford 和 Illidge 的结果都指出，对更多
【参考文献】：
期刊论文
[1]下击暴流移动对其水平风速及影响高度的作用[J]. 党会学,赵均海,张宏杰,杨风利. 应用力学学报. 2016(03)
[2]下击暴流非平稳脉动风速数值模拟[J]. 李锦华,吴春鹏,陈水生. 振动与冲击. 2014(14)
[3]球壳型屋盖在冲击风作用下的抗风设计参数及CFD分析[J]. 陈勇,崔碧琪,彭志伟,余世策,楼文娟,孙炳楠. 空气动力学学报. 2012(04)
[4]运动雷暴冲击风水平风速时程分析及现象模型[J]. 陈勇,柳国光,徐挺,余世策. 同济大学学报(自然科学版). 2012(01)
[5]下击暴流的特征及其对输电线塔风致倒塌的影响[J]. 瞿伟廉,梁政平,王力争,吉柏锋. 地震工程与工程振动. 2010(06)
[6]冲击风稳态流场CFD模拟及三维风速经验模型研究[J]. 陈勇,彭志伟,楼文娟,孙炳楠. 计算力学学报. 2010(03)
[7]下击暴流风的数值仿真研究[J]. 瞿伟廉,吉柏锋,李健群,王锦文. 地震工程与工程振动. 2008(05)
[8]下击暴流风荷载的数值模拟[J]. 瞿伟廉,王锦文. 武汉理工大学学报. 2008(02)
本文编号：3494771
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
下击暴流发生过程
图 1.3 Wood 的试验装置Fig.1.3 Experimental device of WoodXu[44]采用相似装置，研究了下击暴流发生时地表的风压分布和雷诺效应、射流条件、几何形状以及地表粗糙度对下击暴流风场的影响。Mcconville[45]等则通固定喷嘴，使用移动的风速探头测量了下击暴流的风速时程，并与实测结果取了较好的一致性。Letchford 和 Chay[46-50]采用竖直向上的移动喷筒模拟了稳态和非稳态下击暴风场，还研究了喷口直径变化对下击暴流风场的影响，实验装置如图 1.4 所示。XZ
（a） （b）图 1.5 浙江大学的试验装置Fig.1.5 The experimental device of Zhejiang University不少学者已经研究了地形对边界层风场的影响，T.Ishihara 等人[53]针对为 32°对称山体，采用热线风速仪测量了边界层风场分布，K.Kondo 等人[54]研究了 7.5°、15°、30°、45°和 60°坡对边界层风场的影响，讨论了平均风速的地形放大系数和脉动风速分布。P.Carpenter 和 N.Locke[55]通过风洞试验研究了连续山体的平均和脉动风场分布。然而很少有学者研究地形对下击暴流风场特性的影响。Selvam 和Holmes[56]针对地形特征对下击暴流风场的影响进行了早期调查，研究了单坡坡度为 0.25 时下击暴流风速的变化，并认为由此产生的风速变化通常远小于大气边界层风。Letchford 和 Illidge[57,58]在不同坡度的各种坡地地形中，得到了下击暴流的加速因子，他们认为顶部的加速因子随坡度的增加而增大，并且随坡与风暴中心距离的增大而减小。Wood 等人[59]也认为随着测试位置和喷口之间距离的增加，地形加速因子略有下降。他们还指出，除坡顶的近地面高度之外，澳大利亚风荷载规范过于保守。Wood 等人的例子以及 Letchford 和 Illidge 的结果都指出，对更多
【参考文献】：
期刊论文
[1]下击暴流移动对其水平风速及影响高度的作用[J]. 党会学,赵均海,张宏杰,杨风利. 应用力学学报. 2016(03)
[2]下击暴流非平稳脉动风速数值模拟[J]. 李锦华,吴春鹏,陈水生. 振动与冲击. 2014(14)
[3]球壳型屋盖在冲击风作用下的抗风设计参数及CFD分析[J]. 陈勇,崔碧琪,彭志伟,余世策,楼文娟,孙炳楠. 空气动力学学报. 2012(04)
[4]运动雷暴冲击风水平风速时程分析及现象模型[J]. 陈勇,柳国光,徐挺,余世策. 同济大学学报(自然科学版). 2012(01)
[5]下击暴流的特征及其对输电线塔风致倒塌的影响[J]. 瞿伟廉,梁政平,王力争,吉柏锋. 地震工程与工程振动. 2010(06)
[6]冲击风稳态流场CFD模拟及三维风速经验模型研究[J]. 陈勇,彭志伟,楼文娟,孙炳楠. 计算力学学报. 2010(03)
[7]下击暴流风的数值仿真研究[J]. 瞿伟廉,吉柏锋,李健群,王锦文. 地震工程与工程振动. 2008(05)
[8]下击暴流风荷载的数值模拟[J]. 瞿伟廉,王锦文. 武汉理工大学学报. 2008(02)
本文编号：3494771
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