大气边界层风场的风洞模拟

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2、'-，l硕士学位论文大气边界层风场的风洞模拟SimulationofAtmosphericBoundaryLayerinWindTunnel作者：冀哲导师：田玉基北京交通大学2013年3月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学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，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：孳

3、寸昏新躲叼谚签字日期：力口侈年歹月fy日签字日期：加J乡年乡月／如中图分类号：TU317．9学校代码：1000镰UDC：624密级：公开北京交通大学硕士学位论文大气边界层风场的风洞模拟SimulationofAtmosphericBoundaryLayerinWindTunnel作者姓名：冀哲导师姓名：田玉基学位类别：工学学科专业：结构工程北京交通大学2013年3月学号：10121232职称：教授学位级别：硕士研究方向：结构风工程致谢本论文的工作是在导师田玉基教授的悉心指导下完成的。导师严谨的治学精神，严肃的科学态度，精益求精的工作作

4、风，深深的感染和激励着我。从课题的选择到课题的最终完成，导师始终给予我细心的指导和不懈的支持。两年多来，导师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀。在此向田玉基教授表示衷心的感谢和崇高的敬意，并祝恩师身体健康，万事如意，合家欢乐。感谢北京交通大学土建学院杨庆山工作室的杨庆山教授，对本课题研究的大力支持和帮助，为我两年多的研究生生涯提供了积极乐观的学习科研环境，在这里我学到了很多，在此向他表示衷心的感谢。陈波副教授、李波副教授在课题进行中给予了细致的理论指导和宝贵的建设性意见，在此表示衷心的感谢。陈悦同学在

5、实验过程中给予我了大力的帮助，在此表示衷心的感谢。感谢胡维周同学提供的细致的实验设备资料；感谢岳洋同学提供的照片；感谢刘磊博士和李丹煜博士提供的丰富的文献。能够成为杨庆山工作室的一员，在这里度过两年多的美好时光是我的荣幸，在此感谢每一位工作室的成员。感谢10级结构专业的所有兄弟姐妹，谢谢你们陪我走过这一段令人难忘的研究生生涯，我会永远牢记跟你们在一起的那份快乐。最后深深的感谢我的父母，是他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业，他们是我努力奋斗、勇往直前的精神力量。中文摘要摘要：在风洞中正确模拟大气边界层的流场特性，是风洞实验结

6、果可信的必要条件，也是风工程研究的重要前期工作。北京交通大学风洞实验室目前已经建成，在实验室中正确的模拟出大气边界层的特性势在必行。风洞中模拟大气边界层的方法有主动模拟方法和被动模拟方法两种。主动模拟方法有振动翼栅、多风扇风洞等。尖劈一粗糙元被动模拟技术是目前大气边界层风洞模拟使用的主要技术，得益于其取材方便、使用方便和经济的特点。本文通过研究整理大气边界层的模拟技术的相关理论资料并实践，采用尖劈一粗糙元模拟技术模拟出了规范中规定的四类地貌。主要工作总结如下：(1)对风洞模拟实验进行了设计，包括尖劈、粗糙元和挡板的设计和加工，制定了详

7、细的实验方案和数据处理方法。(2)通过大量对比实验，整理出了风场模拟的基本思路和尖劈、粗糙元、挡板布置方式对风场模拟的影响机理。对风场模拟中的衰减现象、温度和采样频率等其他影响因素进行了分析研究。(3)对湍流积分尺度计算方法和脉动风速功率谱估计方法进行了整理总结，确定了本文的所采用的计算方法，模拟了风洞风场实测结果的湍流积分尺度剖面和脉动风速功率谱。关键词：大气边界层；风洞；模拟；风场；尖劈；粗糙元；挡板分类号：TIJ317．9ABSTRACTCorrectlysimulatingistherequirementofthereliab

8、ilityofstructuralwindtunneltestresults，andtheimportantpreliminaryworkofwindengineeringresearch．ThewindtunnellaboratoryofBJTUhasbeenbuilt，itisimperativetosimulatethelayeroftheatmosphericboundaryinthewindtunnel．Activesimulationandpassivesimulationaretwokindsoftheatmospher

9、icboundarylayersimulationmethods．Activesimulationincludesoscillatingairfoiltechnologyandmultibladefanwindtunne