我国东南沿海城市和近海海域的台风极值风速预测

台风灾害严重影响我国东南沿海地区,通过开展台风数值模拟和极值风速预测,可精细化评估我国东南沿海城市和近海海域的台风危险性。采用基于随机森林模型的全路径台风模拟方法,对西北太平洋台风开展数值模拟,利用历史台风观测数据验证了该方法的可靠性与适用性。结合三维空间参数化台风风场模型,估算9个我国东南沿海城市不同重现期下的台风极值风速,发现广义极值分布(Ⅲ型)能更好地描述台风极值风速统计特征。将各城市的台风设计风速估算结果与GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》中的推荐值及已有研究进行了比较,验证了台风模拟结果的可靠性,并发现低纬度城市的台风设计风速尚未超过规范中的推荐值,而高纬度城市的台风设计风速则略高于规范中的推荐值。基于台风全路径模拟和极值风速估算结果完成了我国东南沿海地区台风设计风速的区划图绘制,直观地反映了我国台湾岛及台湾东部海域的台风危险性最大,浙江东部、福建南部至广东一带以及海南岛南部等地区也面临较大的台风风险。     

我国东南沿海台风极值风速预测与区划图构建

中国沿海是全球受台风灾害最严重的区域之一,获取台风极值风速对指导沿海土木工程结构抗风设计、防灾减灾和风险评估至关重要,中国现有抗风设计体系未单独设定台风极值风荷载。文章提出基于地理加权回归的台风模拟方法,主要包括台风路径、强度和风场参数递推模型,基于日本气象局1951～2015年历史台风最佳路径数据,开了西北太平洋地区台风局部路径和全路径随机模拟,结合台风边界层三维风场模型,预测不同工程场地的极值风速,率先完整创建我国沿海区域台风极值风速区划图并讨论台风风灾空间分布特点;面向不同建筑结构设计需求,形成台风风灾曲线和极值风速剖面数据库,为沿海建筑结构抗台风设计提供极值风荷载输入条件,推进我国结构抗风理论体系从传统良态风向台风的跨越。     

考虑地形影响的台风混合气候极值风速分析方法研究

在台风混合风气候地区,不同类型风气候(如台风,良态风)的极值风速概率分布特性各不相同,如果直接采用单一概率分布模型对混合极值风速进行拟合,往往会造成较大的分析误差。目前国内外处理混合气候极值风速的常用方法也存在诸多问题,且均无法考虑复杂地形的影响,仅给出基于气象记录的极值风速统计。文章通过CFD数值计算建立气象站点和目标点之间的的风速比模型,获取目标位置的极值风速序列,再基于混合函数构建混合风气候地区极值风速的概率密度函数,采用加权最小二乘法拟合分布函数和混合权重函数的参数,最后对各参数进行优化并得到更为精确的极值风速结果。     

佛山地区考虑风向影响的基本风速统计分析

基于南海气象站的气象资料,首先对三种极值分布的参数进行估计,并对三种极值分布进行线性相关性检验,得出南海气象站风速极值分布更接近Weibull分布;其次对Weibull分布参数的谐波函数拟合曲线,得到任意风向角下的分布参数;最后分析各风向角下的基本风速;所得到的结果可为建筑结构抗风设计提供参考.     

台风风场作用下体育场罩棚风压分布风洞试验研究

通过刚性模型测压风洞试验研究了台风风场高湍流、强变异性等特征对大跨结构风压分布特性的影响。以某体育场罩棚为原型制作1∶300刚性模型,进行了常规B类风场和台风风场作用下的测压对比试验。基于试验数据,从测点风压和总体升力角度对两类风场作用下体育场罩棚结构的风压分布总体特性进行了分析,重点比较了典型测点在典型风向角下的风压分布规律及相互关系。结果表明：两类风场作用下平均风压的分布规律基本类似,但各风向角下台风风场中的屋盖总体升力比B类风场增大8%~25%;台风风场的高湍流特性导致基于极值负风压求得的各风向角下屋盖总体升力比B类风场大27%~46%,各测点的极值风压均明显高于常规B类风场作用下的对应值,比值约为1.13~1.70,因此对于台风多发地区的大型体育场屋盖设计,必须考虑台风风场高湍流所致的脉动风压增大效应。     

基于多场参数相关台风工程模型的上海地区台风设计风环境研究

结合台风在我国沿海登陆过程风场参数实测数据拟合模型,拟合参数包括台风几何尺度场(最大风速半径Rmax)和气压分布场(径向气压系数β)等,提出了适用于我国东南沿海区域的考虑多个场参数之间相关性的台风风场改进数值模型。以上海市崇明岛侯家镇气象站1971—2015年间57次台风全过程连续实测记录为参考依据,通过对比台风最大风速的模拟与实测结果,优化了气象站场地地表粗糙高度z0=0.095 m,并结合台风路径历史观测资料和场参数之间概率相关性的实测拟合关系,利用台风工程模型再现了气象站四次典型较强台风风速发展过程,最大风速的相对误差在12%以内,证明了模型应用于台风最大风速预测的可靠性。采用Monte-Carlo台风随机模拟方法和抽样越界峰值法,计算了台风气候模式侯家镇和以上海为代表中心区域典型工程场地的设计基本风速和平均风剖面,获得侯家镇和上海B类场地(z0=0.05 m)百年一遇10 m高度10 min平均风速分别为31.51 m/s和37.46 m/s,标准差为2.05 m/s和2.66 m/s,同时比较了三种不同风剖面拟合模型,给出了四类典型地貌下台风气候风剖面拟合关系。     

考虑气候变化影响的台风设计风速研究

采用了一种统计确定性模型结合4种不同的全球气候预测模型考察了气候变化对台风设计风速的影响,该方法以给定的气候环境条件为驱动采用统计模型生成大量的数值台风,因而可以模拟历史和未来预测气候条件下台风的发生情况。以杭州地区为例阐述了气候变化影响下设计台风风速从20世纪末到21世纪中叶的演化情况。研究结果显示:基于历史重分析气象条件模拟到的不同重现期台风设计风速与历史观测数据的分析结果吻合较好,表明该统计模型具有可靠性。大部分的气候模型预测显示杭州地区21世纪中叶的设计台风风速将可能超过20世纪末,且100年重现期下的设计台风风速随时间呈现增长趋势。因此在抗风设计中有必要考虑气候变化对设计风速所造成的影响。     

基于AR模型台风风场模拟

由于获得实测的台风风速曲线记录比较困难,因此在现有的数学模型基础上开展台风风场的数值模拟研究显得十分必要。文章根据拟合得到的"石沅"台风谱,采用AR模型生成具有时间相关性和空间相关性的脉动风速,从而获得台风空间相关性风场。模拟风速的自相关函数和功率谱密度函数与目标自相关函数和目标功率谱均吻合较好,证明了AR模型具有较高的精度,同时也验证了所取参数的正确性。     

风向风速的联合概率结构建模

风向和风速的联合分布模型是结构工程和风能研究领域的重要参数,但两者的相关性等致使模型建立困难。基于乘法定理导出离散-连续混合联合分布模型,明确各项的物理和数学意义,并指出将风向风速离散-连续混合联合分布模型与2维连续联合分布模型建立联系的可能性。以重庆市日极值风数据为对象,导出风速条件密度变换解,计算出各风向上的数值解,并与经验累积分布函数比较验证数值解的准确性;然后引入混合概率密度函数对数值解进行拟合,建立风速条件概率密度的两分量混合模型,较单一概率分布模型有明显改善;将风速条件概率密度与风向频度函数相联合即可获得风向风速的离散-连续混合联合分布模型。为建立风向风速的2维连续联合分布模型,首先由风向频度函数和风向角概率直方图之间的联系确定风向角的概率直方图,再经拟合给出风向角的混合分布模型;类似地,由曲线拟合亦可获得风速混合模型中各参数与风向角的关系式,从而建立统一的风速条件概率密度模型;将两者结合起来,即为风向风速的2维连续联合分布模型。     

考虑极值风速方向性的围护结构设计风荷载概率估计方法研究

对于围护结构的设计风荷载（一定重现期的极值风压）,目前工程上普遍采用最不利值方法进行估算,这类方法不符合概率统计意义。只有统筹考虑极值风速和极值风压系数的随机性、方向性及相关性才能给出较为准确的设计风荷载。为此,提出一种全面考虑极值风速和极值风压系数随机性和方向性的围护结构设计风荷载概率估计方法。首先,提出了极值风压计算所需的三个要素,即各风向的极值风速分布、Cook-Mayne极值风压系数和风向相关性;然后,通过极值风压的概率分布理论分析,给出一个以上述三要素为输入的计算过程简便实用的围护结构风荷载估算公式;最后,以上海地区一栋高层建筑为例,通过与工程上常用最不利值方法相比,验证了本文方法的精确性和实用性。     

塔吊VS台风

近年来,台风派比安、珍珠、碧利斯、桑美、韦帕、圣帕正面袭击我国沿海大陆,造成严重经济损失.建筑施工用塔式起重机(塔吊),由于其体型庞大、安装位置高、结构重量大,特别是由于其主要在城市建设中使用,所覆盖范围内环境非常复杂,因此塔吊抗台风始终是塔吊制造厂商、建筑施工企业以及建设行政主管部门高度重视的课题.……     

基于UML的台风应急指挥管理系统模型研究

台风应急指挥系统可以提高城市应对突发灾害的处置能力,减小灾害带来的损失。文章简要介绍UML的建模概念和特点,并以统一建模语言UML为基础,对台风应急管理系统需求进行分析,提出了台风应急指挥管理系统构建,并利用UML用例图、类图等进行详细描述。从而为台风应急指挥管理系统的开发集成奠定基础,实现防台抗台工作程序化、规范化、高效化。     

闽南传统民居的台风适应性研究

闽南传统民居是中国民居重要的一支,其身处台湾海峡两岸,历来为台风重灾区。在漫长的历史中,闽南系传统民居对避风、防风的诸多考虑,反映在在房屋建造的各个方面。本文将对此进行分析研究。     

轻钢厂房的台风损坏分析

在沿海地区,台风每年都会造成轻钢厂房中围护结构的损坏,其中屋面、门窗和墙面的损坏是台风破坏的最主要方面。针对台风中某一轻钢厂房受损情况进行调查,分析其发生破坏的原因,可供同类工程防风减灾工作借鉴。     

透视台风成因加强科学防御

进入5月以来截止到完稿时,已有“珍珠”、“杰拉华”、“艾云尼”、“碧利斯”、“格美”、“派比安”六个台风登陆我国。受今年第四号强热带风暴“碧利斯”的影响,我国福建、广东、湖南、广西、浙江、江西等六省区发生洪涝灾害,截至7月24日16时的统计,已造成612人死亡,208人失踪。刚刚送走“碧利斯”,由其带来的影响还没有消退,今年第五号台风“格美”于7月25日下午3时50分在福建晋江围头镇登陆,遭受严重洪涝灾害损失的灾区,马上又紧张地投入到备战“格美”的行动中。据国家减灾委统计,截至7月26日16时,“格美”共造成福建、江西、广东3省9人死亡,19人失踪,紧急转移安置66.8万人。8月3日19时20分,第六号台风“派比安”(泰国命名,意为“雨神”)在广东省阳西到电白之间沿海登陆,截至8月7日16时初步统计,已造成1029.5万人不同程度受灾,因灾死亡80人,失踪9人,紧急转移84.4万人,倒塌房屋2.9万间,损坏房屋13.8万间,因灾直接经济损失72.3亿元。     

台风状态下住宅工程的防渗漏施工

针对台风多发地区的住宅工程如何防渗漏提出相关的解决措施。     

基于ANSYS的玻璃幕墙计算参数敏感性分析

采用ANSYS软件对玻璃幕墙设计参数敏感性进行分析,得到厚度,长(宽),桁架拉杆长度和压杆直径等参数变量对玻璃幕墙变形挠度的影响程度,并与传统统计计算方法的结果进行对比,得到一些重要的结论。     

9914#台风对建筑工程破坏情况的分析

在调查研究 9914#台风对厦门市建筑工程破坏情况的基础上 ,分析其原因并提出改进建议及防御措施     

沙埕港超强台风“桑美”灾害成因的数值模拟分析

以超强台风"桑美"风场数据为依据,应用考虑波浪折射、底部损耗及波浪破碎等的波谱模型推算近岸海域台风浪场;再应用考虑波浪的浅水变形、绕射、折射、反射、海底摩擦以及波浪之间的非线性相互作用的Boussinesq方程推算港内波浪参数。在此基础上,分析了沙埕港在"桑美"台风正面登陆时港内波浪分布的特征及灾害成因。     

浅谈台风状态下住宅工程的防渗漏施工

针对在台风多发地区的住宅工程容易出现渗漏的现象,通过调查分析,提出了相关的防治渗漏的施工技术措施,解决了台风雨季的住宅漏水难题。经在几个住宅小区工程中进行实施,取得了显著的效果。