山丘地形风场特性及对输电塔的风荷载作用研究

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⑧万方数据论文作者签名：—√炒鱼指导教师签名：坠幽：墼垒论文评阅人l：评阅人2：评阅人3：评阅人4．评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4．委员5：答辩日期：2Q!垒生三月!Q旦 万方数据WindLoadEffectonLatticeTransmissionTowersAuthor’Ssignature：一‘●‘·Supervisor7Ssignature：ExternalReviewers：S坚垦i旦g坠垫3￡煦鱼墨墨Q丛圣h自i堑g堕旦iY曼堡i鲤LQ旦监画丛堑∑￡煦鱼墨墨Q13圣h自i堑g堕坠iY星坚i鲤Q坠Q)鱼坠g3S星坠iQ￡基坠gi坠曼星￡3圣h自i垒望g星里旦IExaminingCommitteeChairperson：]睦迅g』i坠鱼h坠坠3￡!Q鱼墨墨Q13圣h自i垦ng堕niY星!璺煎YExaminingCommitteeMembers：)!堑垒3￡!Q￡S星堕iQ!垦ng堑!曼曼￡3圣h自i垦塾g垦￡旦ILQ坠鳖画坠垫3里!Q鱼墨墨Q13圣b自i堑g堕垒iY曼堡i鲤Sh曼nQ坠Q垃i3△墨墨Q曼i丛曼里!Q￡3兰h自i堑蟮堕旦iy曼竖i鲤Dateoforaldefence：丛丛业!Q，2Q!垒 万方数据浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝垒盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：妣垒签字日期：2DH年三月眨日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿态堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：枷旦签字日期：沁f中年；月晓日导师虢己锄啪各签字日期：加f≯年弓月f1／日 万方数据浙江大学硕士学位论文致谢致谢在论文完成之际，首先要感谢我的导师沈国辉副教授对于我学术上的悉心指导和生活上的关心。沈老师在我论文的选题、文献查阅、研究思路和论文撰写各个过程中都倾注了大量心血，给予了我极大地帮助。同时还要感谢风洞实验室的余世策高工，余老师研制的风速探针大大提高了风速测试效率，在余老师的帮助下论文风洞试验部分顺利完成。感谢结构风工程课题组的孙炳楠教授、楼文娟教授、陈水福教授、陈勇副教授和黄铭枫副教授在学术上对我的引导。感谢浙江省电力设计院的潘峰博士、郭勇博士、邢月龙高工和叶尹教高在输电塔计算方面对我的指导。感谢研究生工作室的陈震硕士、黄俏俏硕士、项国通硕士、钱涛硕士、张坚硕士、罗蒋皓硕士、徐渊函硕士、黄艳硕士、吴承卉硕士、周晓亮硕士等与我一同进行学术研究和探讨，启发我的思路，给我带来建设性意见和建议。除此之外还要感谢室友向宇硕士、徐振楠硕士和王宇玮硕士对于我学习和生活上的关心和帮助。在最后，还要感谢我的父母一直来对我学习和生活上的关心和支持。姚旦2014年3月于浙江大学 万方数据 万方数据浙江大学硕士学位论文摘要风流经山地时，受到复杂山地地形的影响，会形成复杂的山地风场，此种风场与平地风场有较大差异，会使山地中输电塔的抗风设计不同于平地情况。目前国内外的规范中对于山地风场特性的规定大多比较简单，且存在较大差异，因此进一步研究山地风场的特性对于输电塔选址和抗风设计具有重要意义。本文通过风洞试验和数值模拟两种方法对典型山丘地形的风场特性进行研究。风洞试验中，按l：500的比例制作不同坡度的山丘模型，进行单山、双山工况的试验，研究山体坡度对于单山风场的影响，山体坡度、山间距和风向角对于双山风场的影响，并将典型位置的结果与各国规范进行比较。数值模拟中，将山丘模型的坡度和风向角进行了扩展，并增加地面粗糙度和山体尺寸对风场影响的研究；充分利用数值模拟结果数据完整的优势，对风场在三维上的分布特性进行研究，对山丘的绕流作初步分析。用向量式有限元方法进行了输电塔的风致响应计算，并探讨了输电塔风致倒塌模拟新途径。最后，对输电塔在典型山丘风场下的响应进行计算，与平地风场下的结果进行比较，并与各国规范的规定进行比较。风洞试验和数值模拟的结果表明，由于绕流效应的存在，山顶部和侧风面山坡位置存在明显的加速效应；在山后部存在尾流区，风速很小。将本文风洞试验结果与各国规范进行比较，发现本文结果介于各国规范之间。输电塔在典型山丘风场下的响应明显大于平地情况，说明山丘的加速效应对于输电塔的影响很大，在抗风设计时应引起充分重视。关键词：山丘地形，风场特性，风洞试验，数值模拟，输电塔，风致响应，向量式有限元 万方数据．IV— 万方数据浙江大学硕士学位论文AbstractWhenflowingthroughahill，windwillbeinfluencedbycomplexhillyterrain，andacomplexhillyterrainwindfieldwillbeformed，whichdiffersfromthewindfieldonflatgroundandwillmadethewindresistancedesignoftransmissiontowersdifferfromthecaseonflatground．Mostofthepresentprovisionsonhillyterrainwindfieldofdomesticandoverseascodesaresimpleanddifferfromeachother．Thereforefurtherresearchonthecharacteristicsofwindfieldonhillyterrainhasagreatsignificanceonthesiteselectionandthewindresistancedesignoftransmissiontowers．WindtunneltestandCFDsimulationareengagedtoinvestigatethecharacteristicsofwindfieldontypicalhillyterrain．Hillmodelsofdifferentslopearemadeinascaleratioof1：500inwindtunneltest．Testsofsinglehillanddoublehillsarecarriedout．Theinfuenceofslopeonwindfieldofsinglehill，andthatofslope，spacingofhillsandwinddirectiononwindfieldofdoublehillsareinvestigated．Resultsontypicallocationsarecomparedwithprovisionofdomesticandoverseascodes．InCFDsimulation，theslopesofhillandwinddirectionareextended，andtheinfluenceofroughnessofgroundandscaleofhillonthewindfiledisinvestigated．TotakefulladvantageofthedataintegrityofCFD，thecharacteristicof3-dimensiondistributionofwindfieldisinvestigated，andtheflowaroundthehillispreliminarilyanalyzed．TheVectorFormIntrinsicFiniteElementmethodisengagedtocalculatethewind-inducedresponseofatransmissiontower,andanewapproachofthesimulationofwind-inducedcollapseoftransmissiontowersisdiscussed．Finally,theresponseofatransmissiontowerundertypicalhillyterrainwindfieldiscalculatedandcomparedwiththatofthecaseofflatgroundanddomesticandoverseascodes．ResultsofthewindtunneltestandtheCFDsimulationindicatethatthereisagreatspeed．upeffectatthetopandlateralslopeofthehillonaccountoftheflowaroundeffect．Wjndspeedisverylowbehindthehillonaccountofthewakezone．Resultsbythewindtunneltestarecomparedwithprovisionofdomesticandoverseascodes，whichindicatesthatresultsofthisresearcharebetweenprovisionofdomesticandoverseascodes．Theresponseofatransmission．V． 万方数据浙江大学硕士学位论文Abstracttowerundertypicalhillyterrainwindfieldissignificantlylargerthanthecaseofflatground，whichindicatesthatthegreatinfluenceofspeed—upeffectofhillyterrainontransmissiontowersshouldbepaidenoughattentioninthewindresistancedesignoftransmissiontowers．Keywords：hillyterrain，characteristicsofwindfield，丽ndtunneltest，CFDsimulation，transmissiontower，wind—inducedresponse，vectorformintrinsicfiniteelement(VFIFE)．VI． 万方数据浙江大学硕士学位论文目录驾t谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。I摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。IllAIISTRACT⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．V第1章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。11．1弓I言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．2山丘地形风场研究方法及研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．2．1现场实测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2．2模型风洞试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．2_3数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31．3山丘地形风场对输电塔风荷载作用研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．41．4各国规范对于山地风场的规定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．41．5本文的研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7第2章山丘地形风场的风洞试验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92．1风洞试验概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．92．1．1试验模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92．1．2试验设备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。102．1．3试验工况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1l2．2单个山体风场的风洞试验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯122．2．1典型陡坡山体的风场特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．132．2．2典型缓坡山体的风场特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．162．2．3山体坡度对山地风场的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。182．3峡谷风风场的风洞试验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯192．3．1典型陡坡双山前后紧贴排列情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．202．3．2典型陡坡双山左右紧贴排列情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一23213．3山体间距对峡谷风风场的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．262．3．4山体坡度对峡谷风风场的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一3l2．3．5风向角对峡谷风风场的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．342．4风洞试验结果与各国规范比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯362．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯38第3章山丘地形风场的数值模拟研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4l3．1数值模拟概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯413．1．1几何建模及网格划分策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．41 万方数据浙江大学硕士学位论文目录3．1．2模拟条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．413．1．3模拟工况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．423．23．2．13．2．23．2．33．2．43．2．53．33．3．13_3．23．3．33．3．43．3．53．43．5第4章4．14．24．2．14．2．2单个山体风场的数值模拟研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44典型陡坡山体的风场特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一44典型缓坡山体的风场特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．53山体地面粗糙度对山地风场的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯60山体高度对山地风场的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．63山体坡度对山地风场的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．64峡谷风风场的数值模拟研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯66典型陡坡双山前后紧贴排列情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．66典型陡坡双山左右紧贴排列情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．67山体间距对峡谷风风场的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．68山体坡度对峡谷风风场的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。7l风向角对峡谷风风场的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。73数值模拟结果与风洞试验结果比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯75本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯76基于向量式有限元的输电塔风致响应计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯79弓l言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯79向量式有限元方法简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯79向量式有限元法杆系结构的计算原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯79向量式有限元法阻尼的施加⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．824．3计算概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯824．3．1输电塔模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．824．3．2风场模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．844．4向量式有限元与传统有限元的风致响应比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯854．4．1突加平均风荷载作用下的响应比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯864．4．2脉动风荷载作用下的响应比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．874．4．3时间步长对计算结果的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．894．5输电塔风致倒塌模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯904．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92第5章山丘地形风场对输电喾风致响应的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯935．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯935．2基于风洞试验典型山体结果的输电塔风致响应分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯935．3基于各国规范的输电塔风致响应分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯975．4山丘地形输电塔选址建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯98 万方数据浙江大学硕士学位论文目录5．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．100第6章结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1016．1本文主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1016．2本文的不足与研究展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．102参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。103作者简历⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯107．IX． 万方数据浙江大学硕士学位论文目录．X． 万方数据浙江大学硕士学位论文第1章绪论第1章绪论1．1引言我国是一个以山地地貌为主的国家，有近65％的面积是山地。山地地形的风场不同于平坦地貌条件的风场，山区的复杂地形会显著改变近地层流动风风速在垂直方向的分布以及湍流结构，从而形成山区地形所特有的风场结构特征，如越山风、峡谷风等。当来流流经山峰时，由于受到山峰的阻挡，气流会从山峰的顶部和两侧绕流，形成气流的加速。当气流从平坦开阔地貌进入峡谷时，由于过流断面的面积减少，气流的速度会加快，形成峡谷风狭管效应。近年来，随着电力传输需求的不断增大，各种超高压大跨越输电塔不断投入建设，而大跨越输电塔因其跨越距离长，一般修建于地势较高的位置，比如山顶，而山区的复杂地形所产生的加速效应对输电塔的抗风造成不利影响目前国内外的规范中，对于山地风场特性的规定大多比较简单，采用风速的增大系数来考虑山地的风场，给出的公式通常也只是针对二维情况，即针对山坡正迎风面和背风面的风速剖面数据，没有给出整个山体三维情况下的数据，也没有对两个山体形成的峡谷风效应进行规定。鉴于上述原因，对复杂山地地形的风场特性进行研究非常有必要，准确合理把握山丘及峡谷地形下的风荷载特征及其对输电塔的风荷载作用，对山区输电线路的安全使用和运营具有重要的意义。1．2山丘地形风场研究方法及研究现状1．2．1现场实测在风工程的研究中，现场实测是最为直接有效的方法，但是对于体型巨大的山丘进行全尺寸现场实测无疑是非常昂贵的。由于自然风条件多变，同时满足所需的风速和风向的情况并不多，所以现场实测往往只能进行为数不多的几次成功测试，但是得到的实测数据是非常具有价值的，它是各种模型试验、理论模型的有效检验标准。在国外专门进行过的风速现场实测实例有加拿大的Kettles山【11、威尔士的sirhowy峡谷【21和苏格兰的Askervein山【31等。Holmes等人【41和Glanville等人i51通过现场实测和风洞试 万方数据浙江大学硕士学位论文第l章绪论验结合的方式，对某坡度较大的山坡进行了研究，两种方法所得到的结果一致性较好。在国内，早在60年代，就有气象工作者针对若干个大河谷进行野外观测，获得河谷中的风场特征，但主要是基于气候方面的研究。傅抱璞【61对某起伏地形进行了长期野外考察，并针对某山岗各位置的风速进行了测量，总结出了风速在山岗表面的分布规律。傅抱璞r7】还分析了对若干河谷进行长期野外考察得到的风速资料，总结出了来流与河谷方向的夹角、两侧山高与河谷宽度之比、高度等因素对河谷内风速的影响规律。后来随着山区基础设施建设的大力发展，开始出现针对结构抗风研究的山区风场实测。张碉‘8】对陕西省禹门口的谷口实桥桥位进行了为期1年半的风速实测，发现复杂地形实桥桥位处的湍流度小于一般气象强风条件下的湍流度。张高良【91通过研究在新疆的阿拉山口风区和额尔齐斯河河谷风区的测风塔数据，发现风剖面基本上与指数律符合，拟合出相应的地貌粗糙度指数，并发现峡谷中的湍流度小于一般的平地地区。1．2．2模型风洞试验风洞试验是当前风工程领域使用的最主要的研究方法，利用这种方法可以对山丘地形的风场进行定量的全面的研究。风洞试验通常使用缩尺模型，在风洞中利用人工方法对作用于建筑物上的自然风进行模拟，使模拟得到的风场与自然风场满足平均风速剖面、湍流度和湍流积分尺度等参数的相似，然后通过模型表面及周围预先布置好的试验设备对风速、风压等数据进行测量。但是风洞试验方法也存在一些问题，模型并非总是能和实际结构满足各方面的相似性，例如雷诺数的相似在某些情况下非常难以满足。在国际上，DeBray[101通过风洞试验越过单个斜坡和陡坡的流动进行了研究，给出了斜坡上下游不同高度位置的风速模型。Jackson和Hunt[11】提出了平面对称山体的风速剖面模型，并用一个无量纲参数表示了山体的存在对上游风速的影响。Jackson[12】导出了翻越陡坡的风剖面规律，并提出其适用于长度小于lOkm，且坡度小于20。的陡坡。Kaimal和Finnigan【13J研究发现Jackson的提出的算法在计算不发生流动分离时的最大加速比误差可小于15％至18％。Taylor和Lee[14l提出了一种简便方法，通过最大加速比计算不同高度位置的加速比，这种方法称为originalguideline。在国内，陈政清【”1等进行了矮寨大桥桥址处峡谷地形模型的风场特性风洞试验，制作了1：500的模型，模拟直径2000m范围的山体，研究发现平均风速的三维分布非常明显，并探讨了山区峡谷风对桥梁结构抗风设计的影响。徐洪涛【16】等针对山区某大桥桥位周围地形进行模型风洞试验，获得桥址风环境参数，研究发现峡谷内风场湍流度受峡谷两侧山势．’． 万方数据浙江大学硕士学位论文第1章绪论起伏和地表植被的影响很大，当来流方向与山谷夹角不超过20度时，场地附近体现出“狭管效应’’的增速作用。孙毅【171和李鑫【181等采用风洞试验方法分析不同坡度和高度下山体的风速，发现平均风速在山顶达到最大加速，当山坡坡度越大，山顶的加速效应也越大，脉动风速均方根值在山体迎风面和平地风场接近。1．2．3数值模拟数值模拟进入风工程领域历史不长，起初是在20世纪80年代开始渗入风工程领域，受限于当时的计算能力，数值模拟并不能的额到广泛使用，但计算机技术的飞速发展使得计算量巨大的流体数值模拟方法的普遍推广成为了可能，数值模拟已经成为了当今风工程领域的又一种重要研究方法。数值模拟方法假定气流为不可压缩粘性流体，对动量方程和流体连续性方程进行离散求解。目前国内外学者们主要使用h湍流模型对稳态湍流N．S(Navier-Stokes)方程进行封闭处理，进一步用离散化方法得到流场的数值解[19-21】，研究表明，通过标准缸s湍流模型模拟得到的建筑正面风压与风洞试验结果有一定程度吻合，但在建筑背面和侧面模拟结果偏小，尾流区也明显偏小，吻合度较差。作为一种数值方法，数值模拟具有模拟理想条件的能力，非常适合用于进行参数分析，并且还具有速度快、成本低、模拟得到的数据完备等诸多优点。但是目前数值模拟还处于基础性研究阶段，现有的各种湍流模型都多少引入了一些经验参数，使得数值模拟结果的可信度一直得不到广泛的认可。在国际上，Stangroom[221使用通用CFD软件CFX对英国的Askervein山进行了实际地形的风场模拟。Kim[231对两个二维山体前后排列的情况进行了研究，发现受到前山的影响，湍流能量发生耗散，致使后山后方的尾流区减小。Breuer等【241通过小尺寸模型试验和数值模拟的方法研究了宽范围不同雷诺数下二维周期性山体周围风场的分布。在国内，徐洪涛等【251利用Fluent软件对坝陵河特大桥桥址风环境进行数值模拟，引入风速放大系数来表征考察点与入口风速的关系，研究发现来流风与桥位正交时风速放大效应最明显。陈平【261使用Fluent软件对典型山体和不同山体组合山地的表面风压和风速进行了数值模拟。肖仪清等【271针对某复杂地形进行了CFD数值模拟，并将模拟结果与实测风速进行了比较，提出了复杂地形的风向风能评估方法。魏奇科等【281使用Fluent软件对典型山体的风速进行了模拟，并将结果与现有的加速效应模型进行了对比，发现对数律计算模型能更好地适用于陡坡情况。 万方数据浙江大学硕士学位论文第1章绪论1．3山丘地形风场对输电塔风荷载作用研究现状目前，山丘地形风场对于输电塔风荷载作用方面的研究文献相对较少，在国际上，Momomura等【291对位于某山地中的输电塔进行了为期2年的实测，得到了几次台风风场的风速和输电塔的响应，发现地形对于风速和湍流度在竖直方向上分布影响很大。Okamura等【30】在此基础上通过风洞试验流场显示技术对二维山体周围风场进行了进一步研究，发现山体背风面的气流存在向下的分量，会对输电塔的响应有着较大的影响。在国内，李正良等【311对各国规范中对于山地风的规定做了比较，并按照各国规范的规定对输电塔进行了风振计算，对响应进行了比较。李正良等【321基于风洞试验得到的山地风场对输电塔的动力可靠度进行了研究。张春涛【331等通过风洞试验研究了遮挡山体对于受绕山体风场的影响，提出了受绕山体上输电塔线体系风振疲劳的建议算法。1．4各国规范对于山地风场的规定(1)中国建筑结构荷载规范GB50009．2012[34】规范给出了考虑地形条件的风压修正系数，7，计算方法为对于如图1．1所示的山峰和山坡，顶部位置B处的修正系数应按下式计算：r／B2[1+to．tanct(1一蠢)】2(1·1)式中：tana为山峰或山坡迎风面坡度；当tana大于0．3时，取tana=0．3；K为系数，对山峰和山坡分别取2．2和1．4；H为山峰或山坡高度；z为建筑物计算位置离建筑物地面的高度，当2大于2．5H时，取z=2．5H。孓。f亍＼cA∥rA一_正【吐_。弋d．材图1．1中国建筑结构荷载规范中山峰和山坡的示意其他位置的修正系数，可按图1．1所示，取A、C处的修正系数似、叩c为1，AB间和BC间的修正系数按呀的线性插值确定。(2)美国荷载规范ASCE7．10[35】 万方数据浙江大学硕士学位论文第l章绪论当建筑物、其他场地条件和结构位置遇到如下特定条件时，需考虑在任意暴露类别下，风经过在整体地形上有突变的孤山、山脊和悬崖时的风速增大效应。风的加速效应，通过修正因素疋，来影响设计风荷载值：K矗=(1+墨K2K3)2(1．2)蜀、膨、局取值列于表1．1。其中H为山高或悬崖相对于迎风区域的高度，Lh为迎风区顶端到高度为其l／2处的水平距离，Kl为考虑地形特征和最大加速效应的增速因子，膨为考虑上下风向离脊顶距离的换算因子，恐为考虑地形上高度的换算因子，x为迎风或顺风区顶部到建筑物场地的距离，z为建筑场地在地表之上的高度，∥为水平衰减因子，)，为竖向衰减因子。Kl直接由表1．1决定，局和局的计算式如下：耻(1_是)(1．3)墨=e一弦7“(1．4)表1．1美国规范中Kl和其他参数的取值ParametersforSpeed-UpOverHillsandEscarpmentsKd(H／Lh)“HillShapeExposure一rUpwindDownwindBCDofCrest2-dimensionalridges(or、’alleyswithnegatix’e1301．451．5531．5HinKi，(H,kh)2-dimensionalescarpments0．75O．850．952．51．543-dimensionalaxisym．hill0．951．051．1541．5(3)加拿大荷载规范NBC．2005[361考虑地形条件影响的风压高度变化系数的基本公式为：∥≥∥：(1+klk2k3)2(1．5)式中：∥：为对应地面粗糙度类别下，山丘或山坡上的风压高度变化系数；以为山丘、山坡脚下平坦地面的风压高度变化系数；k1为与山丘或山坡迎风坡陡峭度(H／L)有关的系数，可以从相应表中查得；恕为与距山顶水平距离有关的系数，k2=l—H／地，k的取值可 万方数据浙江大学硕士学位论文第1章绪论根据地形特征查表得；k3为与距山顶竖向距离有关的系数，如=e一‘引¨，a按相应规定取值；￡为山顶至迎风坡上高度为山顶1／2处的水平距离，约对应图1．2中的d／2(山坡)或dl／2(山脊)，当H／L>O．5时取月圮=O．5，且三=2日。L空．L笪．1L亟．L垒．I(&)山坡(悬崖)(b)山峰(山脊)图1．2加拿大规范中山坡和山峰的示意(4)澳大利亚／新西兰荷载规范AS／NZS1170．0：2002[37】在规定需要考虑地形影响的范围内，考虑地形因素影响的风速高度变化的修正系数为，当H／2LO．45，且在流动分离区内时：Mh=1+0．7(1粤)；(1．6c)在流动分离区外时按式(1．6b)计算。式(1．6a)．(1．6c)中：Ll为决定％沿高度变化的参数，取0．36L和0．4H中的较大值；L为图1．2中d或dl，L2为决定蚴沿水平变化的参数，在迎风面对山坡及山脊均取4三l，在背风面对山坡取10Ll，对山脊取4三l。(5)欧洲荷载规范EN2004．1．4t38】考虑地形条件影响的风速高度变化系数的修正系数的基本公式为：Co=1+砖矽(1．7) 万方数据浙江大学硕士学位论文第1章绪论式中：矽为迎风面地形的斜率，≯=日／厶，Lu为山顶至迎风坡上高度为山顶1／2处的水平距离，即图1．2中的d／2(山坡)或矾／2(山脊)；k为由地形决定的常数，矽<0．05时，k-=O；0．05<矽<0．3时，肛矽；矽>O．3时，k=0．3；S为与坐标(x≯)有关的地形系数，可直接按图表查得，或按照回归得到的近似公式计算。(6)日本荷载规范AIJ2004t39】考虑地形条件影响的风速修正系数乓(即风速高度变化系数的修正系数)，其值可以通过基于地形风洞试验所得到的下式估计：Eg=(Cl一1)【C2(每一C3)+1】‘exp[一C2‘瓦Z—C3)】+l(1．8)式中：I-I,为山坡高度，Cl、C2、C3均为系数，由相关图表给出，五为离山顶的水平坐标x。上述分析中，考虑地形条件影响的风速修正系数乓应大于1且仅适用于迎风面坡度大于7．50的情况。考虑地形条件影响的湍流度修正系数％值可以通过基于地形风洞试验得到的脉动风速标准偏差的增大系数历由下式估计：E∥=E，／Eg(1．9)耻(C1-1)[C2(毒-C3)+1】．eXp[-C2(言刮+1(1．10)式中：Cl、C2、C3均为系数，由相关图表给出，挺为离山顶的水平坐标x。上述分析中，脉动风速标准偏差的增大系数历应大于1且仅适用于迎风面坡度大于7．5。的情况。1．5本文的研究内容本文将通过风洞试验和数值模拟两种方法对三维山丘附近的风场分布特性进行研究，并探讨其对输电塔风致响应影响的影响，具体内容如下：(1)通过山丘模型风洞试验，对三维山丘单山、双山的风场特性进行研究，并讨论山体坡度对单山风场的影响，山体坡度、山体间距和风向角对双山风场的影响。(2)选取典型位置的风场，与各国规范进行比较。(3)通过山丘数值模拟，对三维山丘单山、双山的风场特性进行进一步的研究，并增加山体表面粗糙度和山体尺寸对山丘风场的影响的讨论。(4)使用向量式有限元法对输电塔进行风致响应计算，探讨输电塔风致响应计算及倒 万方数据浙江大学硕士学位论文第1章绪论塌模拟的新途径。(5)对某输电塔在典型山丘风场下的响应进行计算，并与平地情况进行比较，进而研究山地风场对于输电塔风致响应的影响，并基于得到的结果从结构抗风角度对山丘地形输电塔选址提出建议。 万方数据浙江大学硕士学位论文第2章山丘地形风场的风洞试验研究第2章山丘地形风场的风洞试验研究2．1风洞试验概况本章针对单个山体和两个山体进行风场特性的风洞试验研究，具体研究典型陡坡山体和典型缓坡山体附近的风场特征，山体坡度对于单山风场的影响，山体坡度、山间距和风向角对于双山风场的影响。2．1．1试验模型用于模型试验的山体，其轮廓形状通常有三角形、余弦形、高斯形、钟形等几种。研究表明，山体形状对加速效应有一定影响H01，但考虑到实际山体形状复杂多变，本文进行的是对山丘风场的基础性研究，而非针对某一特定山体的风场进行研究，所以过分细究山体形状意义不大。三角形山体太过理想，与实际山丘相去甚远；余弦形和高斯形山体理论上扩散到无穷远，这点不利于试验模型的制作；余弦形山体与大部分山丘形状接近，且山体范围有限，故本文采用此种山形，其轮廓形状表达式如下：如川：Hcos2(掣)，(x2+y2)m≤了D(2．1)JLJZ山体高度取100m，底部直径如表2．1所示。试验模型的缩尺比为1：500，制作5组坡度的山体模型，底部直径D分别为300m、400m、500m、600m和700m，如图2．1所示，表2．1给出了这5组山体的坡度。表2．1风洞试验的山体原型参数(H=100m)底部直径D／m标准坡度／％坡度／o备注30066．6733．69典型陡坡4005026．575004021．8060033_3318．4370028．5715．95典型缓坡 万方数据浙tI大学颤±学位论文第2馥m丘地*风场的R洞试验研宄图215种坡度的山体模型2．1．2试验设备风洞试验在浙江大学的ZD—l边界层凤洞中进行，风速测量使用自行研制的小尺寸昔式五孔风速探针，探针校准装置为一座口径200mm的直流式开口风洞，如图2．2所示，试验风速范围为05～24rrds，稳定段内布置2层阻尼网及1层烧结丝网以降低湍流度。在开t：／试验区布置一套五孔探针标定实验台用于支撵探针。图22用于校准的直流式开口风洞每次探针在使用前必须经过校准，采用一维皮托管测得的平均风速作为基准对五孔探针进行标定，得到风速与五孔压力统计值之问的关系曲线。为T验证探针标定结果．采用热线风速仪及一维皮托管在风洞湍流场中对各探针测得的平均风速和脉动风速的测试精度进行了验证，如图23所示，验证结果表明五孔探针有较好的测试精度。图2．3为最终的测试装置．总高45cm，分布有j5个风速测点．测点高度分别为I25cm、25cm、375cm，5cm、7．5cm、10cm、12．5em、15cm、175cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、45cm，如图24．对应实型高度分别为625m、125m、1875m、25m、375m、50m、625m、75m、875m、100m、125m、】50m、175m、200m、225m。由于受到实际情况限制，每次探针的实际高度均有变化。 万方数据m“太学项±学位比文第2章m丘地形目场的R洞试验W咒圉2．3五孔探针的测试和校验图2．4五孔探针高度排布示意2．1．3试验工况试验工况王要分两部分，单山工况和双山工况(1)单山工况：针对典型陡坡山体(D=300m)和缓坡山体(D=700m)进行细致的风场测试；进行5种坡度山体的风场测试，获得坡度对山地风场的影响。2)双山工况：针对前后排列的山体进行风场测试；针对左右排列的山体5种间距的风场测试；针对同一间距进行5个风向的风场测试；进行3种坡度山体的风场测试。所有工况在表2．2中给出。风洞的试验地貌为B粪(a=015) 万方数据*{【太}m士{位论女第2章ⅢE地*风场的R洞试验研宄表2．2风洞试验工况表工况序号单鼠山山直径／m山间距，m风向角P备注l典型陡坡单山单山不同坡度单山典型缓坡单山典型陡坡双山左右紧贴不同山距双山不同坡度双山典型陡坡敏山前后紧贴最山不同风向角双山2．2单个山体风场的风洞试验研究本节将对单个典型陡坡山体(D=300m)和典型缓坡山体(D-700m)进行细致的风速测量．并对另外3种坡度山体(D=400m、500m、600m)的典型位置进行风速测量。单个山体在风洞中的试验清况如图2．5所示。弦一：型a1典型陡坡山体(a)典型缓城山体图2．5单个山体在风洞中的试验情况 万方数据浙}l大学顶±学位论文*2tmE地m风场的风洞试验研究2．2．1典型陡坡山体的风场特征典型陡坡山体的高度H-100m，底部直径D-300m，其标准坡度为6667％。典型陡坡山体的风速测试位置如图2．5所示，在山体及其尾流区布置44个测点位置．具体的测点布置图如图26所示，图中的测点布置已考虑山体和风场的对称性，风速方向为x正方向。5婚375751125150／～／(a)3维视图-o芦：；二≯穗一～’“，，。(b1测点俯视图图26典型陡坡山体的测点布置图在模拟B类地貌风场(口=015)的风洞中进行测速试验，获得各测点位置平均风速沿高度的分布，如图27所示，图中黑线(点)为测试数据，红色线为平地上的风速数据。可以发现：(1)风速加速效应最显著的位置在山顶附近；(2)在山体正后万的风速变小．主要是由于山体的遮挡效压；(3)在山体侧面风速与平地风速比较接近，说明单个山体侧面的风场与平地风比较接近。 万方数据浙江大学碗±学位论文第2章mE地Ⅳ风场∞风洞试验Ⅱ兜”“”257⋯⋯””2⋯o22；，m⋯⋯56”图2．7典型陡坡山体各测点风速的三维视图为了定量表征加速效应的大小，定义加速比如下：拈糕∞：，“n(o)。式中：“乜)表示距山地地面z高度处的风速，蜘0)表示距平地z高度处的风速。典型陡坡山体顺风切面内的风速如图28所示，图中分别给出各测点的平均风速和加速比的等值线图，由图28(a)可以发现：(1)风速在山顶位置增速最大，迎风面和背风面的3，4山坡的风速增速也较大；(2)山后方由于是尾流区风速很小；(3)在山后约2倍山体直径后．风速与平地风基本一致．说明对于该典型陡坡山体，山的遮挡效应在2倍山体直径后基本消失。瑚’‘，●f∞f’，●．’：芝瀵签羔釜三蠢舢平均风速；52O0371i 万方数据*il_太}顾±学位葩女第2章mE地mm蝎∞风洞试验研宄fb)加速比的等值线圈图28典型陡坡山体顺风切面的平均风速和加速比由图28(b)的加速比等值线图可以发现：(1)在山顶附近出现较大的加速比数据，在山顶位置达到最大；(2)加速比在贴近山体位置最大，沿着高度方向递减；(3)山后方风速较小．因而加速比较小。图2．9拾出了典型陡坡山体横风切面内的风速和加速比．可以发现：(1)横风切面内所有测点均出现了风速增大现象．该现象称为“孤峰绕流效应”；(2)在山顶和侧风面的3／4山坡位置的风速差不多，直到山脚下的风速增速才不明显；(3)加速比在贴近山体位置最大，沿着高度方向递减；(4)风速加速比较大，很多值都在12以上，比圈28中的加速比大，说明横风切面内的加速效应大于顺风切面。一}{I影-≮_”厂___ml¨-一，|＼．I／．／、瑚／’＼l1501{瘗y，m～(曲平均风速(b)加速比的等值线图图2．9典型陡坡山体横风切面的平均风速和加速比同m■■_．㈡—■■ 万方数据浙}I：大学碗±学位论女第2章mE地*风场的风月试验Ⅲ兜2．2．2典型缓坡山体的风场特征典型缓坡山体H-100m，底部直径D=700m．其标准坡度为2857％。三维情况下的各测点的风速曲线如图210所示。图中黑线(点)为测试数据，红色线为平地上的风速数据。由图可知：(1)风速的影响在山体附近，风速加速效应最显著的位置在山顶：(2)在山体正后方的风速变小，主要是由于山体的遮挡效应；(3)在山体侧面风速影响较小，说明单个山体侧面的风场与平地风比较接近。一；jfr’if仁』L￡￡⋯2⋯7⋯5⋯5”⋯：，m““⋯“2⋯7”⋯”图210典型缓坡山体各测点风速的三维视图典型缓坡顺风切面内的风速加速比如图21l所示，图中分别给出了各测点的对比数据和等值线圈，由图211ral可毗发现：(1)风速在山顶处增速最大，迎风面和背风面的3／4山坡的风速增速也较大：(2)山后由于存在尾流区风速很小；(3)在山后约l倍山体直径后．风速与平地风基本一致，说明对于该缓坡山体，山的遮挡效应在1倍山体直径后消失。由412fb)可以发现：(1)在山顶附近出现较大的加速比数据，在山顶位置达到最大；(2)加速比在贴近山体位置最大，沿着高度方向递减：(3)山后方风速较小．因而加速比较小。na)平均风速∞∞"00 万方数据新jL大学硕±学位论文第2章mE地*A场的H月试验研究(b)加速比的等值线图图21l典型缓坡单山顺风切面平均风速加速比等值线图212给出了典型缓坡山体横风切面内的风速和加速[}二，可以发现：(1)横凤切面内所有测点均出现T风速增大现象．为“孤峰绕流效应”的体现；(2)在山顶和侧风面的314山坡位置的风速差不多，直到山脚下的风速增速才不明显：(3)加速比在贴近山体位置最大，沿着高度方向递减；(4)风速增速比较大，很多值都在12以上，比图21l中的增速比大，说明横风切面内的加速效应大于顺风切面。：兰兰蛩蔓j1二害篓兰塾。(b)11’!■x“；d图212典型缓坡单山横风切面平均风速和加速比等值线-一曼瑚瑚瑚啪—■■■ 万方数据浙江大学碗士学位论文第2章mE地形风场的凤洞试验Ⅱ宄2．2．3山体坡度对山地风场的影响典型陡坡和典型缓坡的试验结果表明：陡坡山顶的加速效应略大于缓坡。为了研究山体坡度对于山地风场的影响，分别制作对应于实物的直径300m、400m、500m、600m、700m山体的模型．标准坡度分别为6667％、50％、40％、3333％和2857％。在B类地貌凤场中进行测风速的风洞试验，其中山顶位置的平均风速和加速}匕如图213所示。由图可知：(I)不同坡度山顶在山顶位置均出现了较大的加速效应；(2)离山顶30m以上，不同坡度山体的平均风速很接近，而从山地往上至30m高度，不同半径山的平均风速开始出现差异．对于半径越小的山，平均风速越大；(3)说明山直径在300m至700m这一范围内时，直径变化只影响离地约30m以内的风速；(4)对于直径500m、600m和700m的山．最大加速比出现在离地约20m高处，最大值分别为14l、l38和136；对于直径300m和400m的山．最大加速比出现在底部，分别为l58和161。L啪__k二．k‰w卜弋t。、_●、、。r月i——i～’1112oi--12i4：e8d【i7cm，s1J_1i¨(a1÷10rz遣(b)’r’i图213不同坡度的山顶位置平均风速及加速比固214给出了5种坡度下后山脚位置的平均风速和加速比．由图可见：fJ)在离地150m以上，不同坡度山的平均风速都很接近平地情况；(2)尾流区范围的高度，随着山体直径的增大而降低．即随着山体直径的增大，尾流区相对山体的高度减小。雪瓦．．=习，蔫 万方数据浙{I_★学硕±学位论Z镕2$mE地m目场∞风ⅧH验日R2∞U旺径eoonflj1∞L[：50：：(却平均风速(b)加速比图214不同半径山的后山脚位置平均风速及加速比2．3峡谷风风场的风洞试验研究本节将对两个典型陡坡山体(D-300m)左右紧贴排列和前后排列情况进行细致的风速测量．并对左右紧贴排列进行4种山体间距(山脚间距50m，100m、200m、300m)、2种坡度(D-300m、400m)和8个风向角(±5。、±10。、±15。、±200)下的风速测量。两个山体在风洞中的试验情况如图2I5所示。曲双山前后紧贴排列(b)琨山变山问距型抽鸶：＼_r一＼l-，∞l《《 万方数据浙T12大学硕±学位论i第2章mE地mR场的风饲试验Ⅻ宄(c)双山变坡度d1双山变风向角图215两个山体在风洞中的试验情况2．3．1典型陡坡双山前后紧贴排列情况典型陡坡(D=300m)双山前后紧贴排列(间距为零)顺风切面内的风速和加速比如图216所示，由图可知：(I)双山前后排列时，前山的加速效应大于后山，而后山位于前山的尾流区．因而加速效应不如前山明显；(2)在山凹位置的风速较小；(3)后山的最大加速比约为l1，加速效应不明显。(舢平均风速 万方数据浙ll大学碗±学位论文第2章mE地m凤场的风洞试验研究—■]一：：：“I’2啦)加速比的等值线圈图216典型陡坡双山前后紧贴排列顺风切面的平均风速和加速比将典型陡坡双山前后紧贴排列情况时前山、后山与单山顺风切面内的风速绘于图217，由图可见：(1)总体而百．双山前后排列时前山的风速分布与单山情况比较接近。双山前后排列时后山的风速小于单山情况；(2)对于山顶风速，后山受前山影响很大，而前山受后山影响很小，几乎与单山一致；(3)双山前后排列时前山和后山在山顶的风速都超过平地情况；(4)对于尾流区尺寸．双山前后排列时前山受到后山的影响，尾流区高度有所提高，而后山受前山影响，尾流区高度降低明显。M0r———————，—————一前山一后山300l-一*ml⋯．一l垂生fl图217典型陡坡双山前后紧贴排列前山、后山与单山顺风切面的平均风速比较_l■■■ 万方数据浙tT大学硕士学位论文第2章mE地膨m％的风洞试验研宄将典型陡坡双山前后紧贴排列情况时前山，后山与单山横风切面内的风速绘于图2．18，由图可见：(1)山顶高度处双山前后排列时的前山与单山情况基本一致．均大于测点处双山前后排列时的后山情况，以上三种情况均大干平地情况：(2)3／4山坡剥点处的变化规律与山顶位置一致；(3)1／2山坡测点处，前山、后山和单山的风速沿高度分布情况几乎相同；(4)总体而言，双山前后紧贴排列的情况，后山对于前山的影响很小．前山】青况几乎等同于单山情况，而前山对于后山的影一向很大，这一影响主要体现在山顶附近和山后区域。图218典型陡坡双山前后紧贴排列前山、后山与单山横风切面平均风速比较图219给出了典型陡坡双山前后紧贴排列情况的典型位置山顶处的平均风速及加速比。由图可见：(1)整体上后山山顶处的加速比单山小很多，而前山略微小于单山．在离地约180m以上3者基本趋于一致；(2)前山的存在很大程度上消除了后山的爬坡增速效应。这一影响范围主要在离地约70m以下范围．这一影响使得后山山顶加速比全部小于l2：(3)后山对于前山山顶加速比的影响就小得多，加速比只比单山情况略小．但是底部探针的加速比比单山情况大。酉∞ 万方数据淅iI大学硕士学位论女第2章m丘地ⅨR场的风洞试验日宄批lL————!．叫mL．j．曩⋯一⋯⋯⋯L：．∑。L．釜立’12Ⅲ‰”1(a)平均风速(b)加速比图219典型陡坡双山前后紧贴排列前后山与单山山顶的平均风速及加速比2．3．2典型陡坡双山左右紧贴排列情况典型陡坡(D-300m)双山左右紧贴排列(山距为零)三维情况下的备测点的风速曲线如图220所示．由图可知：(1)双山情况下一倒山体风速分布的整体规律与单山情况一致．即在山顶位置出现显著的风速放大效应；(2)山间峡谷区域，山前整体为减速．山后整体为加速。350300250E200N’∞1∞5。图220双山左右紧贴排列各测点风速的三维视图烈∞o 万方数据浙Tl：大学颐±学位论文*2章mE地*风场的H月试验研宄双山左右排列时过一侧山体山顶的顺风切面平均风速与单山情况的比较如图221所示．由图可见：(1)总体上。左右紧贴排列双山的顺风切面平均风速与单山规律一致；(2)左右紧贴排列双山在山顶的加速效应略大于单山。350一￡#1|l圈22l双山左右紧贴排列与单山情况过山顶的顺风切面平均风速比较双山左右排列时过峡谷的顺风切面平均风速与加速比等值线图如图222所示．由图可见：(1)山前部分的加速比小于l。该区域为减速区；(2)山后部分的加速比大于l，该区域为加速区；(3)在峡谷中并没有发现强烈的加速效应。：孳辫 万方数据衙¨上学硕±{垃论￡第2$mE地ⅣM场的儿∞试验Ⅲ宄3002502∞{150^／m(b)加速比的等值线图图222双山左右紧贴排列过峡谷顺风切面的平均风速和加速比双山左右排列时过两侧山体山顶的横风切面平均风速与单山|膏况的比较如图223所示．由图可见：(1)最山的内山侧(即峡咎)中的风速加速情况与单山的分布比较一致：(2)双山的内山侧(即峡谷)中的风速加速情况比单山的山侧加速更大。图223双山左右紧贴排列与单山情况横风切面平均风速比较双山左右排列时过两侧山体山顶的横风切面加速比等值线图如图224所示，由图可见：(1)与单山情况相同，加速最明显的区域为山顶，沿山坡逐渐减小；(2)由于试验测试装置的原因，峡谷底的风速测点无法删出；(3)双山左右排列情况下加速效压最大位置还是出现在阿侧山坡上．最大值出现在山顶位置．而峡昝中的风速加速效应并不十分显著。-25-【_一■■■■■≤一≯一嗟一 万方数据渐n大学颈±学位论文第2章Ⅲ丘地mR％的风洞试验研宄250200{150N10350⋯575”25j!：：：l”5““5”。图224双山左右紧贴排列横风切面加速比等值线图2．3．3山体问距对峡谷风风场的影响为了研究山间距对于左右排列陡坡山体(D=300m)双山风场的影响，除了紧贴情况(问距为零)，还进行74种间距下的风洞测速试验，分别为山脚间距50m、100m、200m和300m。图225给出了5种间距情况的横风切面内的风速加速比等值线，由图可见：(1)|5直着山距的增大．山问区域的加速比逐渐减小．向1趋近；(2)由于双山之间的峡谷存在狭缝效应，导致峡谷的加速效应会强于单山的山侧部位；(3)当双山间距增大结果会向单山趋近．可以预见当间距无穷大时，双山隋况将趋向单山情况。”。嗣’6250Y，⋯a1间距0m■㈠一 万方数据浙江大学硕士学位论文fb、间距50m⋯⋯”2⋯⋯嚣”⋯⋯“5462⋯o(d)间距200m 万方数据晰“大学硕±学位论文第2章mE地Ⅳ风场的R％试验Ⅲ兜口375F51"St502007⋯⋯⋯⋯⋯48S5255625600Ymfel问距300m图225不同间距双山左右排列横风切面加速比等值线图226给出了5种间距下一侧山体山顶位置的平均风速和加速比，由囤可知：(1)间距为零时，风速和加速比都最大。随着间距增大，山顶平均风速整体减小．向单山的结果趋近，间距300m的结果已经非常接近单山；(2)加速比的最大值均在底部，间距为Om、50m、100m、200m和300m情况的最大加速比分别为17l、l60、l70、162和163．由于最低探针高低不一．为使结果具有可比性。计算离地lOre高处的加速比．分别为l58、156、157、15l、151。“『F蓊汀_200售faJlniaoo,n’_前H目mm“l，一一扛．／／ff—mflff，，Ft【|Ji上⋯j⋯j崖J{00L⋯一i⋯二^l二J删L一曳⋯i⋯j⋯J。≮≤，2。r气—忑■斧15(”加速比图226不同间距藏山山顶平均风速及加速比■一；一lL蚕黧L～～工目HHMMm一．．；慝一一一oFj。tk^呦瑚伽啪{《{ 万方数据浙“大学硕±学＆论文第2章m丘地m风场的风洞H验研究圈227培出了5种间距下一侧山体内侧山脚位置的平均风速和加速比，由图可知：(I)总体上而百，间距为零时的风速和加速比都最大，睦着间距增大．内侧山脚平均风速整体减小，向单山的结果趋近；(2)由于相较于山顶，内侧山脚加速比受到山间距影响更大．所以同距300m的结果仍然和单山存在一定差异。一ⅫAm’’⋯{，“150r‘⋯一⋯。，《●，1a0⋯。。∥5I(对平均风速(b)加速比图227不同间距双山内倒山脚平均风速及加速比山间距200m双山左右排列工况的山间区域布置了完整的测点．并且探针能降到地面，所以能很好地得到这一区域的风场，测点布置如图228(a)．将这些区域的风速加速效应进行计算．计算时的山问区域位置示意如图2．28(b)。謦L8—lr 万方数据Ⅻ扛太学硕±学位论文*2$m丘地№H场的风洞试验研宄(a)测点布置囤(b)山间区域位置示意图图228山间距200m双山左右排列工况测点布置图及山问区域位置示意图计算这些区域的加速比．围229给出了10m、20m、40m、60m、80m、IOOm、150m和200m这8个高度的加速比等值线圈．由图可见：(I)山体后部的加速比大于山体前部；(2)离山体越近加速效应越明显．因为越靠近山体“绕流效应”越显著：(3)离地越低加速效应越明显，离地越高加速比越趋近于1；(4)在离地较低的山体前部位置．尚有一定区域的加速比小于1，即为减速区。falIOta高fb、20m高令 万方数据淅扎大学硕±学位沦Z第2章mE地％m蛹的风洞试验研宄1∞'0。50o∞⋯I一'o。∞050⋯Ix』mxh(c)40m高(d)60m高(nlOOm高 万方数据*汀大学硕±学位沧文第2章m丘地m目场的风洞试验日咒分别为I58、l55和144。：二筮Ca)平均风速(b)加速比图230不同坡度山体双山山顶平均风速及加速比取山体中间山坳位置的风速为研究对象．计算在3种坡度下的平均风速和加速比，如图2,31所示．由圈可知：(1)3种坡度情况下下山脚处的风速比较接近，加速效应也比较相似；(2)需要说明的是，由于实验装置无法伸入谷底．故无法测得靠近底部的风速。4f＼I一：：怒圳：⋯--』Jm}⋯一泌}型兰竺刨：lNl孚{m卜⋯一N⋯⋯一臻⋯J卦⋯一磐⋯誊⋯J4+_⋯警P}——ijn(曲平均风速(b)加速比图2．3I不同坡度山体双山山坳位置平均风速及加速比图232给出了3种坡度下过山坳横风切面内的加速比等值线圈，由图可知：(1)不同32·≥ 万方数据浙ir太学日±学位论Z第2章mE地Ⅳ风场的R洞试验研宄山体坡度下横风切面加速比分布大致相同；(2)加速比最大值出现在沿山坡位置，山谷中的加速效应并不大；(3)山顶处加速比最大值随着坡度减小而减小。300250200∈1soN1005口0375751125I'O1w5⋯25枷⋯1⋯吖{除塞终隧丝图2．32不同坡度山体双山左右紧贴排列横风切面加速比等值线聋■■■瑚聊瑚御啪∞oE、N"■_■■_，^瑚啪E～N 万方数据浙江大学硕士学位论文第2章山丘地形风场的风洞试验研究2．3．5风向角对峡谷风风场的影响为了研究风向角对于左右紧贴排列双山风场的影响，对D=300m的左右紧贴排列双山进行了4个风向角下的试验，分别为50、100、150和200。将测点布置在山侧面，测点布置如图2．33。图2．33双山紧贴变风向角(D=300)测点布置图将5个风向角(00、50、100、150、200)内侧山脚、内侧半高和山顶这3个测点进行测速结果的对比，如图2．34所示，由图可见：(1)在较低的内侧山脚测点和半高测点，后山风速整体上大于前山风速；(2)在山顶测点，前后山的风速没有一个明显的规律；(3)山坡半高以下的山间区域受到峡谷风的影响较大，半高以下区域的后山风速会大于前山；(4)山坡半高以上区域受到峡谷风的影响较小。 万方数据浙江大学日±{位％女第2章m丘地形目场的风洞试验日宄fal内侧山脚M向，0∞。前m·R自自5’∞I__一笋H自fIJ2r目mii{一犷=?i擎i器(b)内侧半高 万方数据浙IL大学硕±学位论文第2章m丘地形R场的风洞试验研究250r====I====：===了·H自m20。m_Il·R自自{5‘∞mI·R自m1口。*“I(m_I—二_黜嚣⋯1’}R向m5。￡⋯!R自自1r自i|．}Rm自15。目lu}’”HR自自∞·目mFEtmM1∞一一-一一-----一-o一0Y：1枣?文0fcl山顶图234双山不同风向角下山内倒三个剥点的平均风速2．4风洞试验结果与各国规范比较在本文典型陡坡山体(H-100m，D-300m)的条件下，将山顶位置的加速比与各国规范结果进行比较，如图235。由图可见，在各国规范结果之间，美国规范和加拿大规范的结果很接近．是整体上最小的，除了底部位置，其余高度处结果都小于其他各国规范；欧洲规范的结果在整体上最大；中国规范的结果与各国规范存在很大差异，它是由两条直线段组成．结果在整体上也比较大；澳大利亚／新西兰规范和日本规范的结果介于中问。而本文风洞试验的结果在整体上介于各国规范之间；离地100m以上，本又结果与日本规范很接近；从100m至50m，本文结果渐渐向美国规范和加拿大规范靠近；在50m阻下．本又结果与美国规范和加拿大规范比较接近；本文结果的最低数据点又与欧洲规范很接近，均在16附近；而本文结果与中国规范则相差较大。 万方数据浙iJ基学碗±学位论文*2章mⅡ地*风场∞风Ⅻ试验W筇5叽■___—r—『n再三i磊磊纛彳∞∞．一⋯一⋯．一Jtn日＆范1．*目‰∞冀⋯。⋯一一__二2{；镳。!*。}*i⋯⋯⋯一J：2§l}300；25∞蚪，舛图235典型陡坡山体山顶位置加速比与各国规范比较在本文典型缓坡山体(H=IOOm，D=700m)的条件下，将山顶位置的加速比与各国规范结果进行比较，如图236。由图可见．各国规范结果问的大小关系与典型陡坡山体粪似。而本文风洞试验的结果在整体上介于各国规范之f"7；在各高度上，本文结果基本上都介于澳大利亚／新西兰规范和美国规范之间；本文结果的最低数据点与曰本规范很接近，均在13附近：本文结果在约25m高处存在一处转折，即最大加速比不在底部，而各国规范均没有转折．最大加速比都出现在底部。雾■一，气～lf 万方数据浙“大学硕±学位论文第2章mE地形风蜘的风洞试验研宄＆25*⋯一i。1．一：，，⋯一150p‘‘、一一‘·、100}一os。卜_‘i．、≥慕。卜—1r—喃$kW％图236典型缓坡山体山顶位置加速比与各国规范比较2．5本章小结本章针对单山和双山进行了B粪地貌下的测速风洞试验．采用高精度的五孔探头测速装置及其支撑构槊．研究分析了单山情况下典型陡坡、典型缓坡和不同坡度的影响，讨论双山情况下前后排列、左右排列，山体间距、山体坡度和风向角等的影响，有毗下几点结论：(1)对于单山情况下的典型陡坡(D-300m．H-100m)：1)风速加速效应最显著的位置在山顶附近，山体正后方的风速变小，山体侧面山脚的风速与平地风接近，在山后约2倍山体直径后风速与平地风基本一致；2)山顶横风切面内的加速效应大于顺风切面．横风切面上所有测点均出现了较大的风速增大现象，该现象称为“孤峰绕流效应”，在山顶和侧风面的3／4山坡位置的加速效应均很大；3)加速比在贴近山体位置最大．沿着高度方向递减．最大加速比达16。(2)对于单山情况下的典型缓坡(D=700m，H-100m)，整体规律与典型典型陡坡类似，在山顶上，缓坡的风速不如陡坡显著．加速比最大值为14，出现在距离山顶一定高度处。(3)对于单山情况下不同坡度的影响：山直径在300m至700m范围内时，坡度变化对山顶位置风速的影响只在离地约30m以内，坡度越大加速比越大：2)尾流区范围的高度随着山体坡度的增大而升高。．38．盲》 万方数据浙江大学硕士学位论文第2章山丘地形风场的风洞试验研究(4)对于陡坡(D=300m)双山前后紧贴排列情况：1)前山受后山影响很小，风速分布与单山情况比较接近；2)后山受前山影响很大，各位置加速效应均不如前山，最大加速比小于1．2。(5)对于陡坡(D=300m)双山左右紧贴排列情况：1)单侧山体的风速分布的整体规律与单山一致，在山顶位置出现显著的风速放大效应，并且山顶的加速效应略大于单山情况；2)山间峡谷区域，山前整体为减速效应，山后整体为加速效应，但并不明显；4)由于双山之间的峡谷存在狭缝效应，峡谷的加速效应会强于单山时的山侧部位。(6)对于陡坡(D=300m)双山左右排列时山间距的影响为，随着山距的增大，风速向单山结果趋近。(7)对于双山左右紧贴排列时山体坡度的影响：1)随着山体坡度的减小，山顶加速效应减弱，此规律与单山情况类似；2)3种坡度情况下山坳处的风速比较接近，加速效应也比较相似。(8)对于陡坡(D=300m)双山左右紧贴排列时风向角的影响：1)在内侧山脚测点和半坡测点，后山风速整体上大于前山风速，半坡以下的山间区域受到峡谷风的影响较大，半高以下区域的后山风速会大于前山；2)在山顶测点，前后山的风速均比较接近，半坡以上区域受到峡谷风的影响较小。(9)将本章典型陡坡山体(D=300m)和典型缓坡山体(D=700m)山顶的加速比与各国规范进行了比较，发现本章结果处于各国规范结果之间，具体有：1)对于典型陡坡山体，加速比在不同高度分别于日本规范和美国规范接近；2)对于典型陡坡山体，加速比在各高度均介于美国规范、澳大利亚／新西兰规范和日本规范之间。 万方数据浙江大学硕士学位论文第2章山丘地形风场的风洞试验研究．．40．． 万方数据浙¨大学硕±学位娩女第3章mE地m风场的数值模拟研宄第3章山丘地形风场的数值模拟研究3．1数值模拟概况本章针对单个山体和两个山体进行风场特性的数值模拟研究，具体研究典型陡坡山体和典型缓坡山体附近的风场特征，山体坡度和山体地面粗糙度对于单山风场的影响，山体城度、山间距和风向角对于最山风场的影响．模拟使用通用计算流体软件Fluent进行。3．1．1几何建模及网格划分策略由于所有的山体高度H=lOOm，流场高度统一取为800m(8H)，而不同的山体底部直径差异很大，所以流场的宽度也随山体直径而变化。以典型陡坡山体(D=300m)为例，流场宽取为1800m(6D)，上游长度900m(3D)，下游长度1350m(45D)。其余山体的流场尺寸随山体直径变化．保证阻塞率全部小于3％。流场内全部采用结构化六面体单元网格进行划分。网格尺寸在山体表面最密．宽度8m，高度5m，网格尺寸向外扩散。所有工况的网格数各异，数量在70万到340万之问，其中典型陡坡山体的网格数为90万，网格划分情况如图31。(a)网格总体情况fb)山体附近局部网格图31典型陡坡山体网格划分情况3．1．2模拟条件由于大气边界层的湍流度较大，为正确模拟山体周围的风场．需使用湍流模型，本章采用被广泛认为适用于模拟大气边界层的Realizablek-e湍流模型。来流平均风速“和湍流度，依据中国2012版荷载规范B粪地貌选用，10m高风速设为30m／s。^口处的平均风速．41． 万方数据浙江大学硕士学位论文第3章山丘地形风场的数值模拟研究“、湍流动能k和湍流耗散率￡通过Fluent的UDF(User-definedfunction)接口自行编程输入，表达式分别如下：“=”·。(扩博(3·1)尼=妄(以)2(3．2)叫：H竿(3．3)式中：G=O．09；，为湍流度，依据中国2012版荷载规范【341B类地貌规定取值；，为湍流积分尺度，参考日本荷载规范【39】的取值。分别如下：，_o．14(孟)。0”(3·4)，：j100(云)053咖