建筑物对风影响的观测试验和CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟分析

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:book_008
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利用观测试验场2012年8月16日到2013年12月6日的风观测资料分析了障碍物对风速风向观测的影响,同时运用流体力学模式对气象条例中的障碍物距离要求进行了定量评估及敏感性分析,最后对台站选址进行了实例模拟。主要结论如下:1、通过河北沽源观测试验资料分析,研究了障碍物对风速风向的影响,结果表明:(1)障碍物对风速的衰减作用与背景风速大小有关,风速越大,衰减作用越强。(2)当风垂直障碍物时,背景风速<3m/s,10倍障碍物高度距离处平均约衰减10%~15%;背景风速>4m/s时,10倍障碍物高度的距离处平均约衰减20%~30%。(3)当风与建筑物呈45度夹角时,12.5度方向上测站衰减程度大于45度方向。(4)障碍物的存在使主风向的风向频率减小,对垂直风风向的影响距离约为6倍障碍物高度,对45度倾斜风风向的影响距离约为8倍障碍物高度。2、在观测资料分析的基础上,运用计算流体力学模式对气象规范条例中的障碍物距离要求进行定量评估,并针对影响流场的因子进行敏感性分析,研究发现:(1)障碍物对风速的影响距离为迎风面上3倍建筑物高度,背风面28.5倍建筑物高度;障碍物对风向的影响距离为迎风面1.4倍建筑物高度,背风面为6.8倍建筑物高度,侧风向2.8倍建筑物高度,垂直高度上4倍建筑物高度。(2)10米风速风向测量对障碍物距高比的要求对背景风速、建筑物厚度、高度、视宽角、来流风向敏感,1.5米温度测量对障碍物距高比的要求对背景温度不敏感。3、对实际台站吕泗站现址和拟迁新址周围500米和1km探测环境进行模拟分析评估,分析探测环境改变后,观测场所测的气象要素的变化。研究表明(1)CFD模式和城市小区尺度模式均能较好的模拟台站周围探测环境的影响,且模拟结果相差10%以内。(2)吕泗气象站现址比拟迁新址风速衰减幅度大,拟迁新址探测环境较好,比较能够反映出风观测的自然状态。
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