简化双山体风压干扰效应的数值模拟

发布时间：2021-06-08 18:13

　　与平原地区相比,山区风场特性较为复杂,山体间的风压干扰效应不容忽视.针对二维简化的双山模型,采用CFD数值模拟的方法,计算了2座山间距W为0,30,60,90,120,150和200 m 7种工况下双山体的表面压力分布以及2座山之间的相互干扰效应.计算所得数据通过Matlab软件处理,并由Surfer软件绘制云图,结果表明:当山高为90 m,2座山间距为30～90 m时干扰效应显著,前山对后山的影响较大,最大干扰作用是单山体风压的8倍左右;对于坡度相同但高度不同的山体,该结论同样具有参考价值;2座山无间隔或间隔大于山高时,干扰现象不显著,可视作2个单山进行考虑. 

【文章来源】：湖南城市学院学报(自然科学版). 2020,29(05)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

数值计算与文献结果对比

图3为单山体山上的5条监测线的平均风速剖面图﹒其中，z为监测点离地高度；H为山高；v为监测点实测风速；U∞为最大来流参考风速﹒图3中风速与高度均无量纲处理，不难发现：山体的结构对称，山两边对称位置处的风速变化曲线也基本一致，山顶的近地面风速明显增大，这和文献[4]中总结的山顶风速增大的规律相同﹒2 数值计算

采用流体力学Fluent软件进行数值模拟，边界取定的计算域及湍流定义可参考文献[9]，前方长度取1 000 m，后方取2 000 m，纵向高度取1000 m﹒模型网格划分在ICEM中进行，采用非正交网格，在近山体表面的网格进行了二次加密，经测试网格质量满足要求，见图4，网格总数10万左右﹒地面和山体设为壁面，出口设置为压力为0的压力出口边界，采用Realizable k-湍流模型，非定常计算，时间步长为0.5 s，迭代1 500步，计算域离散采用SIMPLE方法﹒速度入口边界使用UDF自定义函数模拟B类风场，设定风速初始值为30 m/s﹒由于本文对风压的干扰采用无量纲研究，因此该初始风速对本研究无影响﹒测点横坐标布置如表1所示﹒纵坐标监测有规律布置：在100 m高度内，间隔10 m布置监测点；在200 m及以上间隔20 m布置监测点﹒

【参考文献】：
期刊论文
[1]典型山地地形竖向风速分布特征[J]. 楼文娟,梁洪超,李正昊,章李刚,卞荣.  空气动力学学报. 2018(05)
[2]山地平均风加速效应数值模拟[J]. 李正良,孙毅,魏奇科,陈胜.  工程力学. 2010(07)
[3]山体地形下低矮房屋数值风洞模拟的计算域设定[J]. 崔利民,彭兴黔,时凌琳,张春晖,乔常贵.  华侨大学学报(自然科学版). 2010(04)



本文编号：3218945