雷暴冲击风荷载的大涡模拟 被引量：15

1

作者 汤卓 吕令毅 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期47-51,共5页

雷暴冲击风具有同常规的大气边界层风完全不同的风场特征。为研究雷暴冲击风场中建筑物的风荷载,采用大涡模拟(LES)方法对方形截面高层建筑进行了雷暴冲击风场数值模拟,获得了高层建筑在雷暴冲击风作用下的风荷载参数。同时,对雷暴冲击... 雷暴冲击风具有同常规的大气边界层风完全不同的风场特征。为研究雷暴冲击风场中建筑物的风荷载,采用大涡模拟(LES)方法对方形截面高层建筑进行了雷暴冲击风场数值模拟,获得了高层建筑在雷暴冲击风作用下的风荷载参数。同时,对雷暴冲击风场进行了数值模拟,所得结果与理论结果吻合良好,验证了方法的可靠性。 展开更多

关键词 雷暴冲击风 大涡模拟 高层建筑 风荷载参数

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稳态冲击风作用下高层建筑风荷载特性试验研究 被引量：13

2

作者 邹鑫 汪之松 李正良 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期29-36,共8页

雷暴冲击风风场与大气边界层风场差异较大.为研究雷暴冲击风作用下高层建筑风荷载特性,采用静止型冲击射流装置模拟稳态雷暴冲击风风场,进行高层建筑刚性模型测压试验,讨论了不同径向位置处高层建筑局部和整体风荷载时域和频域特性.结... 雷暴冲击风风场与大气边界层风场差异较大.为研究雷暴冲击风作用下高层建筑风荷载特性,采用静止型冲击射流装置模拟稳态雷暴冲击风风场,进行高层建筑刚性模型测压试验,讨论了不同径向位置处高层建筑局部和整体风荷载时域和频域特性.结果表明:建筑表面平均风压最大值出现的位置与径向风速峰值一致.同时,迎风面风压最大值出现在底部,明显不同于大气边界层风场中最大值靠近顶部位置的风压分布特性;径向层风荷载均值最大值出现在建筑中部,横风向和扭转向层风荷载均值为0.径向和横风向层风荷载谱沿高度不变,而扭转向层风荷载谱沿高度变化明显. 展开更多

关键词 冲击射流模型 高层建筑 刚性模型 风荷载特性 雷暴冲击风

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雷暴冲击风作用下球壳型屋面模型风压特性试验研究 被引量：13

3

作者 陈勇 崔碧琪 +2 位作者 余世策 楼文娟 孙炳楠 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期26-33,共8页

以球壳型大跨度屋面为研究对象,进行雷暴冲击风作用下的刚性模型风洞试验。按照相似准则制作了不同类型球壳型屋面模型,利用射流装置、粗糙元等模拟了雷暴冲击风流场,研究了失跨比、高跨比及同一矢跨比下的跨度等结构参数以及屋面所处... 以球壳型大跨度屋面为研究对象,进行雷暴冲击风作用下的刚性模型风洞试验。按照相似准则制作了不同类型球壳型屋面模型,利用射流装置、粗糙元等模拟了雷暴冲击风流场,研究了失跨比、高跨比及同一矢跨比下的跨度等结构参数以及屋面所处流场位置的变化对冲击风作用下屋面的风压极值位置及其数值大小、气流分离点位置等的影响。试验结果与CFD数值模拟结果的对比验证了试验装置及测试的可靠性。参数敏感性分析表明:球壳型屋面在风场中所处位置及屋面矢跨比对屋面表面正负风压的转变、极值风压位置及其数值等风压分布特征的影响较大;高跨比及一定范围内屋面跨度变化的影响主要体现在迎风面;屋面中心越接近射流中心,冲击风竖向风压的作用越明显。 展开更多

关键词 球壳型屋面 雷暴冲击风 风洞试验 风压特性

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球壳型屋盖在冲击风作用下的抗风设计参数及CFD分析 被引量：10

4

作者 陈勇 崔碧琪 +3 位作者 彭志伟 余世策 楼文娟 孙炳楠 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期456-463,共8页

雷暴冲击风具有和大气边界层显著不同的风场特性。为与抗风设计习惯一致,提出了与大气边界层风场类似的冲击风水平风荷载下静力风荷载表达式,并给出了相应的风压高度变化系数和体型系数的计算方法。以球壳型大跨屋面为具体研究对象,采用... 雷暴冲击风具有和大气边界层显著不同的风场特性。为与抗风设计习惯一致,提出了与大气边界层风场类似的冲击风水平风荷载下静力风荷载表达式,并给出了相应的风压高度变化系数和体型系数的计算方法。以球壳型大跨屋面为具体研究对象,采用CFD数值模拟方法,研究其在冲击风作用下随结构参数和冲击风参数改变的冲击风体型系数变化规律,并将结果与大气边界层风洞实验中的结果进行比较。最后还给出了球壳屋面位于冲击风正下方时,屋面体型系数及风压高度变化系数的取值。 展开更多

关键词 雷暴冲击风 球壳型屋面 CFD 风压高度变化系数 体型系数

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雷暴冲击风作用下高层建筑风压幅值特性研究 被引量：6

5

作者 方智远 汪之松 李正良 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期19-26,共8页

采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风,对4个不同深宽比的高层建筑模型进行测压试验,分析了各模型8个不同径向位置处的风压幅值特性,并与大气边界层风作用下的建筑表面风压系数进行了对比。结果表明:雷暴冲击风作用下,建筑迎风面为正压,侧面... 采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风,对4个不同深宽比的高层建筑模型进行测压试验,分析了各模型8个不同径向位置处的风压幅值特性,并与大气边界层风作用下的建筑表面风压系数进行了对比。结果表明:雷暴冲击风作用下,建筑迎风面为正压,侧面和背风面均为负压;迎风面平均和脉动风压受模型深宽比影响较小,侧面和背风面受深宽比影响较大;随着径向距离的增加,迎风面平均风压系数逐渐减小,脉动风压系数先增大后减小,侧面平均风压系数绝对值以及脉动风压系数先增大后减小,背风面平均和脉动风压系数变化较为平缓;各模型迎风面风压系数沿高度呈"鼻子"状分布,最大风压出现在0. 25H(H为模型高度);与大气边界层风作用下建筑表面风压幅值相比,雷暴冲击风作用下高层建筑模型的迎风面中下部区域以及侧面前缘部位风压系数较大,考虑雷暴冲击风作用的高层建筑设计时,应对这些区域的风荷载取值进行适当放大。 展开更多

关键词 高层建筑 雷暴冲击风 冲击射流 风剖面 风压系数

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雷暴冲击风作用下双坡屋面风压分布 被引量：6

6

作者 汤卓 王兆勇 +1 位作者 卓士梅 吕令毅 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期168-172,共5页

为了研究雷暴冲击风作用下双坡屋面的风压分布,建造了用于建筑风工程的射流风洞,并对低矮建筑的双坡屋面进行了测压试验.试验装置的气动测试表明,风场的风压分布和风速剖面与理论结果吻合良好,射流风洞可用于雷暴冲击风荷载的相关研究.... 为了研究雷暴冲击风作用下双坡屋面的风压分布,建造了用于建筑风工程的射流风洞,并对低矮建筑的双坡屋面进行了测压试验.试验装置的气动测试表明,风场的风压分布和风速剖面与理论结果吻合良好,射流风洞可用于雷暴冲击风荷载的相关研究.然后,采用刚性模型的射流风洞测压试验研究双坡屋面的风压分布,为了使研究结果具有代表性,针对15°,30°和60°三种典型的屋面坡角制作刚性屋面模型,试验得到了模型在风场不同位置时的风压分布.试验结果表明:建筑物位于雷暴冲击风场中心附近时,屋面风荷载为较大压力,较常规风荷载更为不利;建筑物远离风场中心时,3种屋面的雷暴冲击风荷载与常规风荷载比较接近. 展开更多

关键词 双坡屋面 雷暴冲击风 射流风洞 风压分布

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下击暴流作用下风力发电机表面风压特性 被引量：6

7

作者 刘春城 查传磊 +1 位作者 孙红运 朱博文 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第17期5991-6002,共12页

为揭示下击暴流风场特性和风力机在风场作用下的风压特性,基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对下击暴流风场特性和风力机风压特性进行研究。通过与Wood半经验理论模型对比,验证数值模拟方法的正确性。从风速变... 为揭示下击暴流风场特性和风力机在风场作用下的风压特性,基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对下击暴流风场特性和风力机风压特性进行研究。通过与Wood半经验理论模型对比,验证数值模拟方法的正确性。从风速变化来看,地形对风场变化作用明显,平地下击暴流径向风速在近地面位置较大,随径向距离增加,风速先增大后减小。山地下击暴流主要作用于迎风坡和山顶位置,在背风坡形成绕流涡旋区域,背风坡风速较小,山体具有阻挡效应。迎风面山体坡度对风场有加速作用,最大风速位置为山顶近地面区域。以GW2.5MW风力发电机为例,研究风力发电机位于平地、山坡和山顶位置处的风压特性。结果表明:山顶处风机表面风压集中分布在距离地面0~25m区域内,山坡处风机表面最大风压主要分布在机舱底部,平地处风机表面最大风压集中分布在距离地面0~40m区域的塔筒表面。研究结果可以为风力发电机的设计及安全运行提供一定参考。 展开更多

关键词 风力发电机 下击暴流 计算流体动力学 风场 风压特性

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雷暴冲击风下导线风偏响应分析 被引量：4

8

作者 吕中宾 吴登国 王嘉伟 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期193-198,共6页

部分输电线路风偏闪络和倒塔事故的现场勘察资料和气象报告显示,雷暴强风是事故的主要诱因之一。为降低此类风场下的安全事故发生率,文中遴选出合适的模型函数(Li模型),采用数值方法进行雷暴风风场模拟。以某超高压多跨输电线路为例,采... 部分输电线路风偏闪络和倒塔事故的现场勘察资料和气象报告显示,雷暴强风是事故的主要诱因之一。为降低此类风场下的安全事故发生率,文中遴选出合适的模型函数(Li模型),采用数值方法进行雷暴风风场模拟。以某超高压多跨输电线路为例,采用非线性有限元静力分析法,对雷暴冲击风作用下的导线风偏进行求解,并就风暴中心与线路的相对位置和风暴结构参数(风暴尺度、风暴强度)对计算结果的影响进行讨论。结果表明:①相对位置的变化对结果的影响显著,整个线路风偏最不利的位置为非跨中的3、6号绝缘子;②总体而言,风暴尺度和强度的增大,均会导致风偏响应的迅速增加及其在空间内高危区域的扩大。 展开更多

关键词 雷暴冲击风 输电线路 风偏 有限元分析

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雷暴冲击风作用下高层建筑风荷载频域特性 被引量：3

9

作者 方智远 汪之松 李正良 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期100-107,共8页

为研究雷暴冲击风作用下高层建筑风荷载的频域特性,采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风,对5个不同深宽比(D/B)的矩形高层建筑模型进行测压试验.根据试验数据,对模型层风荷载功率谱、相关系数以及相干性进行了详细分析.结果表明:阻力系数谱... 为研究雷暴冲击风作用下高层建筑风荷载的频域特性,采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风,对5个不同深宽比(D/B)的矩形高层建筑模型进行测压试验.根据试验数据,对模型层风荷载功率谱、相关系数以及相干性进行了详细分析.结果表明:阻力系数谱基本与顺风向风速谱保持一致,随着径向距离的增加,阻力系数谱的频带变宽,主频及能量逐渐减小;升力及扭矩系数谱随模型深宽比的增大而有所差异,但变化不明显,考虑主要是受雷暴风近地面特殊的湍流风场影响;径向距离和模型深宽比对层阻力系数的相关性影响较大,对升力和扭矩系数的相关性影响相对较小;层阻力系数相干性随频率的增大呈线性减小;层升力系数相干性在低频段保持平稳,而后呈指数衰减,层扭矩系数相对较小,且随频率的增大而按指数率迅速衰减. 展开更多

关键词 雷暴冲击风 高层建筑 功率谱 相关系数 相干函数

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雷暴风三维脉动风速场数值模拟 被引量：2

10

作者 楼文娟 王嘉伟 +1 位作者 杨伦 陈勇 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1162-1169,共8页

基于壁面射流模型,将雷诺应力模型(RSM)计算得出的Reynolds应力张量引入Letchford谱和Panofsky谱,利用大涡模拟(LES)计算得出的脉动风速结果对其进行验算.对偏差较大的风谱函数进行进一步修正,得到与LES计算结果较吻合的自功率谱函数.... 基于壁面射流模型,将雷诺应力模型(RSM)计算得出的Reynolds应力张量引入Letchford谱和Panofsky谱,利用大涡模拟(LES)计算得出的脉动风速结果对其进行验算.对偏差较大的风谱函数进行进一步修正,得到与LES计算结果较吻合的自功率谱函数.结合随机流场生成技术和快速傅里叶变换技术,提出满足不可压缩条件和点相干函数的适用于雷暴风三维脉动风速场的高效的数值模拟方法.为了验证该方法的合理性,选取流场中水平径向风速较大处在高度方向上逐点生成三维脉动风速,对每个点的模拟结果从自功率谱函数和时间相关函数两方面进行验证.模拟值与目标值的吻合效果良好,说明采用提出的方法可以高效、准确地模拟出雷暴风的三维脉动风场. 展开更多

关键词 雷暴风 脉动风速场 风谱验算 随机流场生成 快速傅里叶变换

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雷暴冲击风作用下地面风压分布特征 被引量：2

11

作者 汤卓 吕令毅 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1273-1276,共4页

提出了雷暴冲击风作用下地面风压分布的简便计算公式.以圆柱体计算流域模拟雷暴冲击风场,采用大涡模拟(LES)方法结合壁面射流模型对雷暴冲击风场进行了数值模拟,获得了雷暴冲击风从初始喷射到流场稳定的发展过程.射流前沿有一水平涡环,... 提出了雷暴冲击风作用下地面风压分布的简便计算公式.以圆柱体计算流域模拟雷暴冲击风场,采用大涡模拟(LES)方法结合壁面射流模型对雷暴冲击风场进行了数值模拟,获得了雷暴冲击风从初始喷射到流场稳定的发展过程.射流前沿有一水平涡环,随着时间的推移而冲向地面,然后沿径向远离中心而去.分析得到了雷暴冲击风作用下地面的风压系数时程和时均风压系数,以及不同时刻的风速剖面.风速剖面与理论结果吻合良好,验证了方法的可靠性.仿真结果表明,雷暴冲击风场中心处压力系数最大,压力系数随着径向坐标的增大而减小,提出的公式能够很好地表达雷暴冲击风作用下地面处风压的分布特征. 展开更多

关键词 雷暴冲击风 风压分布 大涡模拟

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雷暴冲击风作用下高层建筑风压频域特性 被引量：1

12

作者 方智远 汪之松 李正良 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期51-58,73,共9页

为研究雷暴冲击风作用下高层建筑风压的频域特性,采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风,对矩形高层建筑模型进行测压试验。根据试验数据,对模型表面的脉动风压系数功率谱、水平和竖向相关系数、水平及竖向相干函数进行了详细分析,讨论了模型... 为研究雷暴冲击风作用下高层建筑风压的频域特性,采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风,对矩形高层建筑模型进行测压试验。根据试验数据,对模型表面的脉动风压系数功率谱、水平和竖向相关系数、水平及竖向相干函数进行了详细分析,讨论了模型所在径向位置对脉动风压频域特性的影响。结果表明:各径向位置处模型迎风面的脉动风压功率谱与来流脉动风速谱基本一致;侧面与背风面脉动风压的能量主要集中在旋涡脱落频率处;风压相关性随测点间距离的增大而减小;迎风面风压的水平和竖向相干性均较强,脉动风压同步性较好;侧面测点风压水平相干性在折减频率小于0.2时较为显著,竖向相干性在整个频率范围内相对较好;背风面测点风压的水平和竖向相干性在折减频率小于0.1时较好,随着折减频率增大,相干性迅速减弱;迎、背风面中心测点风压在折减频率0.06附近存在较强的水平相干性,相位角相差180°左右,脉动风压呈现相反的相位特征。 展开更多

关键词 雷暴冲击风 冲击射流 高层建筑 功率谱 相干函数

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下击暴流下单立柱三面式广告牌风压特性研究

13

作者 涂佳黄 吕海宇 +1 位作者 唐彪 熊龙祥 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期320-329,共10页

基于计算流体动力学理论,采用雷诺平均方法对下击暴流作用下单立柱三面式广告牌结构风压分布进行三维数值计算。首先,通过模拟下击暴流风场风剖面验证计算模型及参数准确性。然后,主要分析径向距离和风向角对广告牌风压分布特性的影响... 基于计算流体动力学理论,采用雷诺平均方法对下击暴流作用下单立柱三面式广告牌结构风压分布进行三维数值计算。首先,通过模拟下击暴流风场风剖面验证计算模型及参数准确性。然后,主要分析径向距离和风向角对广告牌风压分布特性的影响。数值结果表明:径向距离和风向角对广告牌风压分布特性有较强影响,当结构置于R=0Djet时,广告牌内外表面均承受较大压力;而R=1Djet时,广告牌各面板所受压力达到最大值,然后随径向距离逐渐增大其数值不断减小。随风向角不断增大,广告牌各面板前后叠加风压系数逐渐增大,广告牌迎风面风压系数分布由不对称逐渐转变为对称分布,受高压区域面积也随之逐渐增大。 展开更多

关键词 下击暴流 广告牌 径向距离 风向角 风压系数

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运动雷暴冲击风下输电线风载计算参数 被引量：7

14

作者 楼文娟 王嘉伟 +2 位作者 卢明 杨晓辉 吕中宾 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期371-378,共8页

基于雷暴冲击风场风速剖面的经验函数,结合矢量合成法和谐波叠加法,构建了风场参数可变的瞬时运动雷暴冲击风场的计算方法.运动雷暴冲击风为短时强风,采用10 min平均风速无法准确地反映风场的时变特征,因而提出了平均时距较短的3 s阵风... 基于雷暴冲击风场风速剖面的经验函数,结合矢量合成法和谐波叠加法,构建了风场参数可变的瞬时运动雷暴冲击风场的计算方法.运动雷暴冲击风为短时强风,采用10 min平均风速无法准确地反映风场的时变特征,因而提出了平均时距较短的3 s阵风风速来表达冲击风场的设计风速.从输电线风载计算参数的实际表征意义出发,对10 m高度的3 s阵风风速、风压高度变化系数、风压不均匀系数、风荷载调整系数与冲击风风场参数的对应关系开展了全面的研究.结果表明,冲击风射流直径对风高系数的影响较大,风压不均匀系数和风荷载调整系数则主要受线路所在高度的湍流度支配,其中前者还与线路的档距有关.在此基础上,采用最小二乘法对风高系数和风压不均匀系数的经验公式进行拟合,给出风荷载调整系数的推荐取值,得到了基于3 s阵风风速的输电导线风荷载的完整表达式,并与中、美规范中常规边界层风场和冲击风场下的输电线风荷载进行对比,结果显示,近地面范围内,前者的计算值要高于后者. 展开更多

关键词 运动雷暴冲击风 输电线 风载计算参数 风压高度变化系数

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