近地风特性观测对比研究

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1、工学硕士学位论文近地风特性观测对比研究COMPARISONSTUDYONWINDCHARACTERISTICSNEAR GROUND吴志学哈尔滨工业大学2007年6月国内图书分类号：TU973+.32国际图书分类号：624工学硕士学位论文近地风特性观测对比研究硕士研究生：吴志学导师：肖仪清教授申请学位：工学硕士学科、专业：固体力学所在单位：深圳研究生院答辩日期：2007年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU973+.32U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringCOMPARISONSTUDY

2、ONWINDCHARACTERISTICSNEARGROUNDCandidate:WuZhixueSupervisor:Prof.XiaoYiqingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:SolidMechanicsAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefense:June,2007Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着国民经济的快速发展，城市规模日益增大，高层建筑物和大型复杂构筑物

3、也逐渐增多，因此，在城市建筑物的建造过程中，考虑科学、合理的风荷载愈发显得紧迫和必要，而若需了解城市的风荷载，首先必须了解和掌握城市近地面层风的特性及其变化规律。此外，人们对特殊地形（包括我国西部地区复杂地形）的强风分布特性的理解也还甚浅。本文基于实测风特性数据，研究近地风特性，全文共分4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、意义以及国内外的研究现状。第二章是风特性与风观测。介绍了风特性的一些基本知识，以及本文数据采集所用的观测设备以及观测地点。第三章是风特性观测对比研究。对台风“Ryan”、“Sibyl”、“Sally”(BOC和地王)、“Damrey”、“C

4、hanzhu”进行了平均风特性和湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度、脉动风速功率谱等脉动风特性的对比分析，并给出了台风“Chanzhu”风特性的变化历程图和全部台风的脉动风速功率谱图，作为对比，在风谱图中还给出了VonKarman谱、Simiu谱、Davenport谱、Panofsky谱等经验谱，同时验证了Kolmogrov的局部各向同性假定和功率谱的“-5/3”幂次律。对贵州北盘江大桥桥址处所记录的强风过程的风特性进行了分析，并与同济大学的风洞试验结果进行了对比研究，发现实测结果与风洞试验结果存在一定的差异性。对在地王大厦观测的常态风与台风“Sally”的风特性进行了对比分析，指出了

5、台风与常态风特性的不同点，台风具有比常态风更强烈的湍流作用，其湍流积分尺度显著增大。最后利用超声风速仪和螺旋桨风速仪对台风“Compasu”记录数据的风特性进行了对比分析，指出了两种不同类型风速仪观测结果的差异。第四章是基于实测风数据的风谱拟合与修正。分别对以上六次台风的VonKarman谱、Davenport谱、Simiu谱、Panofsky谱和Lumley-Panofsky谱进行了拟合，并给出了经验谱和修正谱的残差和标准差，拟合后的谱与实测谱均吻合较好，吻合程度远超过经验谱。利用贵州北盘江大桥处实测的20组强风过程数据，进行了风谱的修正，并给出了适用本地区的更高精度的谱。I哈尔滨

6、工业大学工学硕士学位论文最后给出了本文的主要结论和本课题未来研究工作的展望。关键词台风；现场实测；湍流强度；湍流积分尺度；脉动风速谱IIAbstractAbstractAlongwithnationaleconomyfastdevelopment,thecityscaleincreasesdaybyday,thehigh-risebuildingandthelarge-scalecomplexconstructionalsograduallyincrease.Therefore,incitybuldingconstructionprocess,consideringscientifi

7、c,reasonablewindloadisurgentandessential.Butifwewanttounderstandthecitywindload,wemustunderstandandgraspthewindcharacteristicsandthechangeruleoncitysurfacelayerfirstly.Inaddition,peopleknowalittleaboutgaledistributioncharacteristi