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山地风速地形修正系数沿山坡的详细插值分布

2016-04-08李正良徐姝亚肖正直周代豪

湖南大学学报·自然科学版 2016年3期
关键词:风速

李正良 徐姝亚 肖正直 周代豪

摘 要:为研究山地风速地形修正系数η沿各向山坡的详细分布,对两座缩尺比为1∶300的具有不同坡度的余弦型单体山峰模型进行了风洞试验,获得了η沿迎、背、侧风坡面的详细分布.采用CFD软件Fluent建立数值模型,并将其计算结果与风洞试验结果进行对比,验证了数值模型的正确性.对具有不同高度(H=90~500 m),不同坡度(tan α=0.13~0.5)和不同形状(余弦型、高斯型、抛物线型)的山体进行了数值模拟,拟合了山坡任意位置的η值建议计算公式,并与各国规范进行对比.结果表明,相对于现有水平向线性插值模型,根据山脚和山顶的η值,以计算点距山脚点的垂直距离h为自变量的竖向线性插值模型更能安全、合理、简便地估计山坡任意点的η值.侧风坡面的加速效应对于η取值起控制作用;侧风坡脚的η值可相对于迎、背风坡脚分别大61.89%和94.09%,最大可达1.2.

关键词:山地风场;加速效应;地形修正系数;风洞试验;数值模拟

中图分类号:TU973.31 文献标识码:A

文章编号:1674-2974(2016)03-0023-09

山地地形的存在会使原平坦地面的大气边界层风场分布特性受到显著影响.就平均风速而言,上游平坦地面的来流在山地地形的干扰作用下,山地地面以上绝大多数区域的风速会大于平坦地面的风速,即产生加速效应.

山地风加速效应使得山地建筑物和构筑物所受风压明显增加.近年来,国内外学者对山地风场空间分布特性进行了一些研究 [1-14].Miller等[1]对二维双山峰模型进行了风洞试验,探讨了迎、背……

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