结合台风全路径模拟的宁波地区台风极值风速估计

运用台风全路径模拟技术和极值理论统计方法对宁波地区台风极值风速进行精确估计.首先,基于CMA-STI热带气旋最佳路径数据集并采用Vickery经验回归模型进行了西北太平洋海域台风全路径模拟,生成了600年台风路径及强度数据,采用Yan Meng风场模型确定了影响宁波地区的台风风速序列.然后,使用weibull分布函数描述了台风各风向下的极值风速边缘分布,并利用t-Copula函数构造各风向极值风速的联合分布模型,得到了台风考虑风向相关性的多风向极值风速估计值.最后,与台风不考虑风向相关性的极值风速以及规范设计风速对比,结果表明,宁波地区台风极值风速估计应考虑风向相关性,不考虑风向相关性的极值风速及规范设计风速都给出了偏风险的极值风速估计值.     

台风“海马”登陆过程近地风场脉动特性研究

为研究台风登陆过程中近地风场脉动特性,采用Windcube V2型多普勒激光测风雷达实测台风"海马"的登陆过程,获得了高度40~290 m范围内共计12处的时程数据。基于观测结果,分析了台风中心、眼壁强风区等位置的平均风速和风向、风剖面、阵风因子、湍流强度、湍流积分尺度等发散特性。分析结果表明:台风"海马"平均风速时程呈"M"形双峰分布,台风登陆前后风向角变化了近180°;平均风速剖面在风眼中心和眼壁强风区具有明显不同的剖面形式;风向剖面异于良态风剖面,且沿高度并非一致;在台风眼壁强风区,纵、横和竖向湍流强度三者之比为1∶0.91∶0.40,相比于规范值,台风"海马"横向湍流强度相对较大,竖向湍流强度相对较小;纵向和横向阵风因子均随平均风速的增加而减小,基于非线性关系式给出了阵风因子和湍流度的拟合关系式,拟合结果与实测结果较为接近;湍流积分尺度在眼壁强风区较大,台风登陆前后其值差异也较大且后眼壁大于前眼壁,受地貌特性影响较为显著。     

北京当代MOMA风载及风环境数值模拟研究

根据计算流体动力学(CFD)的基本原理,基于计算流体力学软件Fluent平台,对当代MOMA工程的建筑群进行数值风洞模拟.获得12个不同风向下建筑物表面风压分布参数和建筑群区域不同高度的风环境参数.结果表明,建筑群的互相干扰既会影响建筑物表面的风压分布,又对不同区域的风向和风速有重要影响.来流上游建筑物的阻挡,会造成下游建筑物迎风表面压力值的减少,局部的风速加剧又会加大周围建筑物表面压力值;在产生流动分离和涡脱落的区域风速较高,而背风区域的风向与来流风向有较大差异.数值模拟获得的结果为建筑群的优化设计提供了重要参考.     

考虑风速风向联合分布的双坡屋面风致疲劳研究

为研究风荷载作用下大跨度低矮建筑金属屋面板的疲劳损伤分布规律,以坡度为1/60的双坡屋面建筑为研究对象,基于1975～2019年间的风速风向数据,研究了双坡屋面板50年重现期的疲劳损伤累积值。采用Gumbel分布描述日极值风速分布,混合Von Mises分布描述风向分布,并用单参数Archimedean Copula函数描述二者的相关性,得到了风速风向的联合分布; 基于双坡屋面的测压风洞试验结果,考虑连续变化风速和离散风向角对疲劳寿命的影响,研究了金属屋面板的疲劳损伤累积值。结果表明:双坡屋面板疲劳损伤与主导风向、屋面位置等因素密切相关,位于主导风向处的迎风屋檐、边角等气流分离位置的疲劳损伤累积值远大于其他区域; 良态风环境下,该双坡屋面金属屋面板50年风致疲劳损伤累积值最大可达0.746,风荷载可引起迎风屋檐、边角位置金属屋面板的疲劳破坏; 对于金属屋面板而言,风致疲劳破坏是引发风揭事故的巨大隐患,应高度重视。     

风速风向对风机塔筒结构动力响应和疲劳寿命的影响

基于气象站的观测数据,推导得到某1.25MW风机位置处的风速风向联合分布函数,对风机塔筒结构的风致响应和疲劳寿命进行计算,将计算结果与现场实测结果进行对比,系统研究了风速风向对风机塔筒结构动力响应和疲劳寿命的影响。结果表明:风向对顺风向和横风向位移响应的影响规律不一致,且风向对塔筒结构的疲劳累积损伤影响较大,在风向出现概率较大的区间产生的疲劳累积损伤较大。与考虑风向角下得到的疲劳寿命相比,不考虑风向角影响的疲劳寿命偏小。为了兼顾风机结构设计的可靠性和经济性要求,需考虑风向对风机塔筒结构疲劳寿命的影响。     

高层住宅建筑风荷载特性及风致响应

对某复杂体型高层住宅建筑进行了实际工况和三种不同高宽比单体工况下的刚性模型测压风洞试验,通过数据整理计算得到各工况下结构的轴向整体风力系数、加速度和位移响应值,进而研究了周边建筑干扰和高宽比变化对结构的风荷载及风致响应的影响。结果表明:干扰使得结构整体风力系数偏小,高宽比变化对整体风力系数的影响基本可以忽略,但由于结构体型复杂,值达1.52,超出规范对类似矩形结构建议值;干扰使得结构响应沿风向角变化较大,随着高宽比的增大加速度和位移响应增大,加速度响应主要体现在横风向,位移响应主要体现在顺风向;单体结构的风荷载与风致响应最不利风向角不一定为来流沿两个主轴的风向角,进行抗风设计时应注意与类似单体矩形结构的这种区别。     

基于风速风向联合分布理论的梁桥风荷载分析

由于桥梁结构通常作为一种大型结构,顺桥向与横桥向尺寸、刚度以及动力特性都存在较大的差异,所以风荷载从桥梁的不同方向作用于结构上,荷载效应会产生较大的差异。本文以风速风向联合分布法为理论基础,基于近10年来新疆木垒地区风速风向数据资料,得到采用三种不同的概率分布模型计算得到的木垒地区不同风向不同重现期内的基本风速。通过从风速风向联合分布概型进行拟合分析,通过拟合分析,在考虑风向影响下,分析了钢板组合梁风荷载的基本特点,通过分析得出不同时期下的基本风速值以及最大风速和最小风速的关系。     

墙表换热系数与风速风向的关系

用实验测量了不同风速、风向下的温差和热流数据，给出了从实测温差和热流中提取表面换热系数的辨识方法，分析了风速、风向对墙体表面换热系数的影响，并最终得到了墙体表面换热系数随风速、风向变化的关系武。     

马鞍山市风场特征及其对热岛效应的影响

利用马鞍山市1981～2010年的气象数据计算选取典型气象年,绘制了不同季节及全年的风频风速玫瑰图,并在此基础上分析了风速对热岛效应的影响.研究发现,马鞍山市典型气象年全年静风较少,主导风向相对较为明显,盛行东风,除冬季主导风向为西西北风外,其余季节及全年的主导风向均为东风,全年主导风向的风速皆小于2 m/s.马鞍山市...     

菱形双塔楼高层建筑气动力谱研究

通过刚性模型同步测压风洞试验得到菱形双塔楼高层建筑各风攻角下顺风向及横风向激励,对其进行谱变换及归一化得到塔楼各测点层无因次气动力谱曲线。以各学者提出的层风荷载功率谱数学模型为基础采用最小二乘法对试验数据进行拟合,分析得出双塔楼对流场的相互扰动使得塔楼在不同风攻角下的气动力谱发生显著变化;同时将拟合得到的顺风向气动力谱与基于风速功率谱推导的结果进行比较得出,受尾流干扰部分风攻角下两者差异较大;对横风向气动力谱构成成分进行分析得出,两塔楼均存在部分风攻角尾流涡脱落形成受抑制的情况,使得横风向气动力谱谱峰不明显,带宽较大。