山区峡谷风场分布特性及地形影响的数值模拟

作     者：洪新民 郭文华 熊安平 HONG Xin-min;GUO Wen-hua;XIONG An-ping

作者机构：中南大学土木工程学院湖南长沙410004 

基　　金：国家自然科学基金项目(51078356) 

出 版 物：《长安大学学报（自然科学版）》 (Journal of Chang’an University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2017年第37卷第5期

页      码：56-64页

摘      要：为揭示山区峡谷风场的空间分布特性以及峡谷地形对谷内风场特性分布的影响,根据山区峡谷的地形特点,在AutoCAD中将峡谷的几何模型离散为高程点云,利用逆向工程软件Imageware将高程点云拟合成峡谷地形曲面,并导入Gambit中生成满足要求的计算模型;应用FLUENT软件选取适合山区风场的Realizable模型,采用稳定性好的SIMPLE算法对峡谷风场特性进行数值模拟;最后根据峡谷地形特点和其影响参数,提出峡谷风速放大系数计算公式,并采用多个算例验证其正确性。研究结果表明:山区峡谷风剖面的轮廓线可以分成3段,不能套用平原地区常用的幂函数模型,并且峡谷风剖面的轮廓线具有明显拐点,风速增大段的风剖面轮廓线应采用线性函数与幂函数共同模拟;峡谷内中间位置风剖面最大风速大于两侧风剖面最大风速,其相应的风速拐点高度也较大;峡谷内同一高度观测点的风速在峡谷横断面上成抛物线变化,距离两侧山体约60m处风速达到最大值;峡谷越窄,两侧山峰越高,峡谷内风场的"峡谷效应"越明显;风剖面风速拐点高度与峡谷高宽比成反比,峡谷高宽比越大,风剖面风速拐点高度就越小;该公式可推算山区峡谷内任意高度的风速,可为跨越山区峡谷的桥梁抗风设计基准风速的计算提供简便方法。

主 题 词：桥梁工程 空间分布特性 峡谷地形 风速放大系数 计算流体动力学 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0813[工学-化工与制药类] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.19721/j.cnki.1671-8879.2017.05.008

馆 藏 号：203274025...