基于近地观测的台风脉动风速谱研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ggyy2000_2000
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随着结构向高、轻、柔的方向发展,风荷载越来越成为结构的控制荷载,因此我们有必要了解掌握城市近地面层风的特性及其变化规律。现行结构抗风设计规范中的风特性是根据季候风的观测结果得到的,但是台风特性与季候风特性有很大的差别,所以用现行规范来指导台风影响区结构抗风设计是不合理的。风速谱是脉动风速能量随频率变化的分布,是最重要的一个脉动风特性,本文利用地王大厦楼顶的六次台风过程风特性观测数据,研究了台风脉动风速谱特性。全文共分四章,具体如下:  第一章是绪论。主要介绍了本文的研究背景、目的、意义及国内外的研究现状,并给出了本文的主要研究内容。  第二章是近地实测数据来源和脉动风特性。主要给出了数据获取所用到的仪器、观测地点和台风过程,并给出了基于风观测数据的风特性计算方法。  第三章是实测脉动风速谱与经验谱的对比研究。研究了非平稳风速矢量中坏点的判别准则、坏点和野点修正方法及如何选取样本。分析了台风过程中的脉动风速谱特性,并与Davenport谱、Von-Karman谱和Kaimal谱作为比较,研究发现在台风过程中与Von-Karman谱在低频区吻合较好,而在高频区却是与Davenport谱吻合较好,同时还验证了脉动风速谱的-2/3次律。  第四章是基于实测数据的台风脉动风速谱研究。采用了三种方法对风速谱进行研究,第一种是基于风速谱拟合的方法;第二种是基于Davenport研究风速谱的方法,在此种方法中还研究了脉动风速谱与高度的关系、脉动风速谱的特征、一般表达形式;第三种方法是基于莫宁坐标定义的风速谱研究,通过对湍流积分尺度的求解,采用经验公式来代替莫宁坐标中的积分尺度,从而全新定义了莫宁坐标同时计算了风速谱的一般表达形式。  最后给出了本文的主要结论和相关研究工作的展望。
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