摘要：台风灾害频发以及大跨径桥梁塔高、质轻和阻尼弱的特点,台风作用下大跨径桥梁的安全评估十分必要,大跨径桥梁三维台风风场合理模拟是面临的首要问题。利用三次样条函数,模拟台风时变平均风速;采用更新时变平均风速的谐波合成法,实现台风风速脉动部分的数值模拟;并考虑空间点群风速相关性,建立三维台风风场模拟方法。基于进化谱理论,推导非均匀调制进化功率谱(简称进化谱),建立台风风场模拟验证方法;通过对比进化谱与模拟功率谱,对台风模拟结果进行验证。选取沿海地区某大跨斜拉桥为例,应用构建的三维台风风场模拟与验证方法,进行实例桥梁风场分析。结果表明,采用更新时变平均风速的谐波合成法,并考虑空间点群风速相关性,可实现三维台风风场的模拟。

摘要：利用两座风观测塔和一台风廓线雷达对强台风黑格比的实测结果,研究了台风黑格比近地塔层和边界层风剖面特征。结果表明:在近地塔层风剖面,陆地来风时,最大风速高度高于70m,且指数律剖面指数α随着风速的增大而减小;海面来风时,最大风速高度约为50m,指数律剖面指数α随着风速的增大而增大。在边界层风剖面,台风黑格比前眼壁强风区梯度风高度为450m,后眼壁强风区为300m,外风场为200m。指数律和对数律剖面可以用来描述台风黑格比眼壁强风区300m高度以下和外风场200m高度以下的风剖面,但是风剖面参数不符合规范推荐值,D-H模型参数不适合描述其风剖面,需进行修正。

摘要：为模拟台风作用下极限载荷的随机性,以双馈型风电机组为研究对象,将风速、风向、空气密度、桨距角和方位角作为随机参数,参照GB/T 31519—2015要求,应用GH Bladed软件对叶片、塔筒的极限载荷特征进行研究。结果表明,叶片、塔筒的极限载荷均呈现明显的分散性,变异系数集中在0.3左右。叶根、塔底极限载荷为对数正态分布和指数分布类型,可为抗台风机组确定设计载荷提供设计依据,考虑参数随机性的计算结果较按标准规定的工况所得结果超出6%,表明为了提高风电机组的抗台风性能需充分考虑参数的随机性。

摘要：屋盖局部损坏是大跨度航站楼风致破坏的最典型形式,尤其是在强台风频繁发生的东南沿海地区。针对现存土木工程台风模型理论体系过度简化的问题,引入基于非静力平衡欧拉方程模型的天气预报模式(Weather Research and Forecasting,WRF)对“鲇鱼”台风进行高时空分辨率模拟。以厦门国际机场航站楼为例,首先采用三重嵌套的中尺度WRF技术分析了“鲇鱼”台风近地面三维风场特性,并基于非线性最小二乘法拟合得到边界层风速剖面。然后通过用户自定义函数确定小尺度CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟的入流风场,采用标准k-ε湍流模型分别模拟台风风场及良态A类风场环境中大跨度航站楼结构风场分布,基于悬空屋檐上下端压差分析确定了最不利来流风向角。最后基于大涡模拟技术深入探讨了最不利工况下屋盖极值风压特性,对比阐释了台风和A类风场下屋盖流场及风压形成机理。结果表明:采用WRF模式可以有效模拟近地面台风风场,拟合的台风剖面指数为0.091;考虑中尺度台风影响会增大屋盖平均和极值风压,极值风压最大增幅可达31%。研究结论可为此类大跨度航站楼屋盖台风荷载取值与抗台风设计提供科学依据。

摘要：基于日本气象局1951年至2015年西北太平洋最佳路径数据库,采用地理加权回归方法,分别建立了台风路径、强度和风场参数递推模型,并结合台风边界层三维风场解析模型,提出了适用于我国沿海地区台风风灾模拟的随机模拟算法。以深中通道伶仃洋航道桥为工程背景,开展了桥址区10万年台风随机模拟,分别构建了极值风速的重现期曲线、超越概率曲线和竖向风剖面等,可直接应用于指导桥梁的抗台风设计。最后,在考虑伶仃洋航道桥结构参数和气动参数不确定性基础上,开展了该桥的颤振可靠度分析,评估其在台风作用下的颤振失效概率和安全性能。

摘要：与飞机探测台风的技术路线不同,中国气象局上海台风研究所联合中国航天科工集团第四研究院,历时3年完成了一种基于火箭弹的台风下投探测新技术的设计和研制.2015年10月3日23时00分(北京时),首枚台风探测试验火箭弹在海南省万宁市试射成功,6 min内即将携带的多枚下投式探空仪"精准"送入200 km之外的强台风"彩虹"内核区域.与车载GPS探空等资料的初步比对分析表明,实时传回的火箭弹下投探测资料质量可靠.试验的成功,为快速而精准地获取台风内部(不同区域、同时刻)精细结构特征提供了有效的直接观测手段,也为实现基于预报的台风目标敏感性观测提供了新途径.

摘要：针对台风引起的甲板上浪问题,采用API模型与Stokes 5th波原理确立上浪载荷计算方法与流程,基于Pushover分析原理,提出广义储备强度系数GRSR以用于服役平台环境条件改变时的承载能力评估。在此基础上,以某深水导管架平台为研究对象,考虑固支与桩-土非线性作用两种边界约束,计算得到平台设计载荷下端向、斜向与侧向3种方向的承载能力曲线与塑性应变分布,并对其极限承载能力与失效模式的内在关系进行深入探讨;进一步考虑甲板上浪载荷作用对平台进行推覆分析,研究不同上浪高度下平台极限承载与失效模式。结果表明,上浪载荷导致平台极限承载能力降低,当上浪高度达到一定值时,平台塑性区集中于导管架顶部,主控失效模式演变为上部组块侧翻倒塌,这与台风后观察到的平台失效模式一致。研究成果可为中国深水导管架平台抗台风工程提供参考。

摘要：针对现有土木工程领域台风理论模型过度简化的问题,首先引入基于非静力平衡欧拉方程模型的天气预报模式(WRF)对台风"鹦鹉"进行高时空分辨率模拟,然后采用多重网格嵌套技术分析台风模拟路径、气压分布、风速模式和温度范围等风场特性,并基于非线性最小二乘法拟合得到边界层风速剖面。在此基础上为系统对比台风与良态风场的差异性,设置与该台风风速剖面在B类地貌梯度高度处风速相同的良态风风速剖面,然后分别通过用户自定义函数(UDF程序)将2种风速剖面集成并作为后续小尺度CFD数值模拟的入流风场。最后,以中国东南沿海地区深圳某风电场的5 MW水平轴风力机为研究对象,揭示风力机周围速度流线和湍动能分布的作用机理,对比研究台风和良态风作用对结构表面风压分布模式和升阻力系数特性等的影响规律。结果表明:采用WRF模式可有效模拟近地面台风风场,拟合的台风剖面指数为0.118;考虑中尺度台风影响会增大叶片表面压力系数和塔筒阻力系数,其中迎风面最大增幅可达61.1%。主要结论可为此类风力机在台风环境下的荷载预测提供参考,同时加深对中/小尺度风场嵌套作用的理解。

摘要：在沿海台风多发地区,高耸及长大建筑结构对于极值风速作用非常敏感,因此在结构的设计、施工与使用期间有必要合理估算结构设计使用期限内可能遭遇的台风极值风速。台风极值风速的估算不仅涉及台风风场的数值模拟,也包括风速样本的采集与统计分析过程。较系统地介绍了台风风场结构的各类数学模型,并对它们在不同使用目的背景下的适用性作了评述与比较。最后,基于越界峰值法探讨了工程场地一定重现期内台风极值风速预测的可行性。

摘要：为了提升电网抵御台风灾害的能力,从运行角度出发提出一种电网台风风险预警方法。根据气象局提供的台风预测信息,通过比较线路网格到台风中心的距离s与台风十级风圈大小,确定危险线路集,并计算危险线路集中线路的预测风速vy,再由预警区域内线路的基础信息校正线路设计风速后作为判断风速vp,比较预测风速与判断风速的大小,得到预警结果,并发布相应预警信息。同时,考虑到人工设置的门槛值主观性强,设计了一种自动校正方法,提高了预警的准确性和系统的可移植性。通过中山电网实际运行测试,验证了所提方法的有效性。