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近年来,沿海地区受台风影响程度有所加大,如何有效的评估台风风场对建筑结构的作用,倍受风工程学者们的关注。本文基于近海岸100m梯度风观测塔获取的实测风速资料,针对强/台风平均风特性和湍流特性进行分析研究,讨论了相关风特性参数之间的相互关系。此外,针对强/台风风场应用风洞试验方法开展了相应近地边界层大缩尺比风场模拟,最后应用数值模拟的方法对脉动风速时程进行了模拟研究。主要研究内容及成果归纳如下: (1)通过近海岸梯度风观测塔,获取了台风和季风100m内高度内的梯度风资料,开展了近海岸开阔平坦地貌条件下强/台风风场特性研究。具体研究的风特性参数包括平均风剖面指数、地面粗糙度长度、湍流强度、阵风因子和峰值因子等,并讨论了各参数与平均风速之间的相互关系,同时将实测结果与我国现行荷载规范做了相应比较。分析结果如下:三次台风风场实测风剖面指数分别为0.120,0.125和0.119,与我国规范A类地貌条件规定值相一致;季风风场实测风剖面指数为0.066,小于台风风场实测结果与规范取值;地面粗糙度长度选用不同的计算方法,所得结果存在较大差异;湍流度随高度的增大而减小,空间分布符合指数律。台风风场10m高度处名义湍流度拟合结果分别为0.119,0.118和0.115,与规范规定值0.12和现场实测结果相一致;季风风场10m高度处名义湍流度拟合值为0.086,小于台风风场拟合结果和规范规定值。阵风因子随高度的增加而减小,空间分布符合指数律,且应用我国荷载规范公式拟合阵风因子剖面效果较好;台风风场各高度实测阵风因子大小较规范取值偏大,东北季风风场实测结果较为接近规范值。此外,湍流度与阵风因子呈正相关性,与Ishizaki经验公式符合较好。 (2)针对强/台风风场开展了大缩尺比风场模拟风洞试验,主要讨论了平均风剖面、湍流强度剖面以及湍流功率谱等风特性参数。风洞实测平均风剖面指数值为0.13,与规范值0.12相接近;风洞实测10m高度处湍流强度较现场实测结果偏大,与规范值较为一致;脉动风速谱与卡门谱符合较好。 (3)基于一种平稳高斯数值模拟方法对单个脉动风速进行模拟,对比了模拟谱与台风实测谱及相关经验谱的符合程度和能量分布情况。