陡峭山坡风场数值模拟方法研究
2021-11-02郑德乾方平治马文勇
计算力学学报 2021年5期
关键词:模型
郑德乾 , 李 亮, 方平治, 马文勇
(1.河南工业大学 土木建筑学院,郑州 450001;2.中再巨灾风险管理股份有限公司,重庆 400000;3.石家庄铁道大学 土木工程学院,石家庄 050043)
1 引 言
与平坦地形风场不同,山地地形风场因受地形起伏的影响,流动更复杂,通常伴随着撞击、回流、环绕和漩涡脱落等现象,使得山地地形的风速预测变得更加困难。
国内外关于山地风场加速效应大都从典型山地模型开始,采用理论分析、风洞试验和数值模拟等方法进行了较为广泛的研究。理论研究方面,以典型山地模型为对象,文献[1,2]较早通过理论模型研究,提出了一种适用于坡度小于20°的山坡的加速效应解析式。Rokenes[3]理论研究了不同地形的加速效应。在风洞试验方面,Kondo等[4]以典型二维山坡为研究对象,分别给出了二维山坡上下游的风速模型,以及不同坡度下二维山坡各个位置处的地形风场加速效应;文献[5,6]则利用风洞试验分别研究了典型山地的湍流强度和加速效应。
与其他方法相比,CFD(Computational fluid dynamics)数值模拟[7-9]具有便于参数分析和拓展工况的优点。Lun等[10]在Kondo[4]的风洞试验基础上,结合各国规范,对不同坡度的典型二维山地地形风场的地形加速效应进行了模拟。方平治等[11]通过数值模拟研究了不同坡度的二维地形风场,并标定了适用于二维地形的数值模拟湍流边界条件。文献[12,13]通过大涡模拟研究了二维和三维地形的平均风和脉动风场特性。对于典型山地风场,山顶处的风速加速效应最为明显,然……
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