近地风特性观测对比研究

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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”、“Chanzhu”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。  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。
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