沿海台风工程数值模拟及极值风速预测

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随着社会和经济的不断发展,在我国东南沿海台风多发地区出现了越来越多的高层建筑、高耸以及大跨结构等对风荷载敏感的结构。作为结构工程师,有必要研究台风对沿海工程区域风场环境的影响,对结构设计基准期和施工期间可能遭遇的台风极值风速做出合理预测,为重要工程结构的安全性和风险性评估提供合理依据。 本文详细介绍了USArmyCorpsofEngineers所采用的台风风场模型和数值求解方法;利用《台风年鉴》的台风关键参数记录模拟一定时间段内的台风风场演变过程,利用实测沿海台风实测风速和风向记录对该模型进行了验证,同时与采用Shapiro风场模型的数值模拟结果进行对比;以台风等风速线图的形式再现了历史台风风场。研究结果表明该模型能很好地模拟我国东南沿海地区台风过程。 通过已统计出的我国东南沿海城市台风关键参数的概率分布模型,采用MonteCarlo随机抽样方法,结合成熟的CE台风风场模型,随机产生大量台风,数值模拟台风在沿海A、B类地貌条件下的极值风速,用危险性分析的方法对模拟产生的风速序列进行极值风速统计分析,对东南沿海地区重现期分别为30年、50年和100年的极值风速做出预测,从而研究沿海若干城市台风条件下台风危险性奠定了基础。 随着地理信息系统在城市防灾减灾领域的广泛应用,本文对利用地理信息系统在台风灾害危险性分析及损失评估方面的应用作了初步的尝试性工作。通过对美国联邦紧急事务署(FEMA)开发的多灾害损失评估系统HAZUS-MHMR1中台风危险性分析及损失估计原理的介绍,并结合我国浙江省宁波市的台风灾害特点以及宁波市工程抗灾特点,指出宁波市工程台风防灾减灾工作与地理信息系统结合的目标、内容以及总体功能框架,为进一步开展宁波市城市防台风规划提供了基础。
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