平均风速特性论文-徐晓达

平均风速特性论文-徐晓达

导读:本文包含了平均风速特性论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:行人风环境,超高层建筑,非传统形体,风洞试验

平均风速特性论文文献综述

徐晓达[1](2019)在《超高层建筑周边行人高度处平均风速分布特性及风环境评估》一文中研究指出高层及超高层建筑所造成的局部强风常使行人活动、行走困难,甚至引起行人被吹倒跌伤等安全事故。这是由于气流经过建筑时受到干扰,在近地面局部区域内形成强烈的风速加速现象,不利于行人活动的舒适性及安全性。目前,国内外研究者通过风洞试验、数值模拟及现场实测等技术手段,对方形、矩形等传统形体高层建筑(低于200m)周边行人高度处风速分布特性进行了大量的研究。然而,现有研究对于更易引发局部强风的超高层建筑(高于200m)周边风速分布规律的分析仍存在明显不足。尤其对于锥化、旋转等非传统形体超高层建筑,其周边流场分布往往具有更为复杂的绕流特性,人们对于此类超高层建筑周边风速分布特性尚缺乏系统性的认知,亟待开展相关研究。针对上述问题,本文以超高层建筑为研究对象,利用风洞实验系统分析了建筑的尺寸参数、形体参数及朝向对其周边行人风环境的影响。主要研究工作及结果如下:1)首先,本文系统地研究了方形截面高层及超高层建筑尺寸参数(高度、宽度、尺寸、高宽比)及来流风剖面对其周边行人高度处平均风速的影响;并结合建筑周边流场流动机理分析,对行人风速加速现象产生的物理原因及变化机理进行了阐释。研究发现,建筑周边行人风速加速现象的产生主要受“Downwash效应”及“Venturi效应”的共同影响,其中前者为主导因素;建筑尺寸参数的变化,将导致Downwash效应变化机理不同:一类为建筑周边流场绕流特性的改变(二维绕流主导和叁维绕流主导的相互转变)引起的Downwash效应变化,定义为'Type 1 Downwash效应',另一类为建筑迎风面驻点高度的改变引起的Downwash效应变化,定义为' Type 2 Downwash效应'。2)其次,通过对'Type 1 Downwash效应'及'Type2 Downwash效应'的分析,结合风洞试验所得结果,提出了一系列行人风速预测模型,可用于计算不同尺寸方形截面高层及超高层建筑周边行人风速分布特性,为建立建筑周边行人风速分布的数据库及专家系统提供一定的技术支持。3)然后,通过风洞试验研究了相同体积、相同高度条件下,角部修改、旋转、锥化、多边形等40种非传统形体超高层建筑周边行人风速分布特性,确定了建筑的形体参数(如切角、旋转角度、投影宽度、建筑边数等)对行人风速分布的影响;并以方形截面建筑为参考,综合对比了不同形体建筑周边行人风速分布特性,识别了有利于降低行人风速的建筑形体,为建筑的选型提供一定的参考。研究发现,圆形、切角、凹角、多边形等无明显尖角截面形状有利于降低建筑周边行人风速;建筑投影宽度,尤其是底部的投影宽度对其周边行人风速分布具有显着影响;综合对比所有参与研究的建筑形体,发现圆形截面建筑周边行人风速分布最优,而叁角形截面建筑最差。4)最后,结合北京地区风速风向联合分布信息及Murakami行人风环境评判标准,对不同尺寸的方形建筑及40种不同形体的超高层建筑周边行人风环境进行了评估,确定了建筑周边区域内产生超越阈值风速的概率分布;研究了建筑尺寸参数、形状参数及朝向等重要因素对建筑周边行人风环境评估结果的影响;基于相关性分析,参考上述行人风速预测模型,提出一种适用于北京地区的行人风环境评估模型,可用于初步判断任意尺寸方形建筑是否需要进行行人风环境评估。(本文来源于《北京交通大学》期刊2019-09-01)

李雪冰[2](2017)在《巷道风流湍动特性及平均风速单点测试实验研究》一文中研究指出风量是矿井通风最重要的基础参数。实时准确的掌握矿井全局的风量分布情况,可以及时察觉系统存在的安全隐患,制定相应的对策措施,从而降低隐患向事故转化的几率。矿井风量在线监测技术是实时掌握井下风量分布的重要途径,其工作形式是利用巷道内悬挂的传感器采集当地风速,再根据巷道断面尺寸计算出风量。然而这一方式获得的风量精度普遍偏低,其原因为两方面:其一是风速传感器只能监测固定一点的数据,并不能代表整个巷道的平均风速;其二是风速传感器的监测示值始终处于随机波动的“测不准”状态,无法提供测点精准的风速值。该问题总结起来就是如何准确测量巷道内一点风速,并将其转换为所在断面的平均风速,即巷道平均风速的单点测试问题。本文从巷道风流自身的湍动特性出发,综合采用理论分析、室内实验、现场试验相结合的方法,对巷道平均风速的单点精准测量方法展开了系列研究,这项工作对提高矿井风量在线监测精度具有重要的理论意义和实用价值。为了证实湍流随机脉动诱发“测不准”现象的猜想,设计制作了无外部扰动的均直巷道实验模型,利用激光多普勒测速仪、皮托管-微压计对巷道模型内的风速风压进行了测量。结果发现风速和风压仍然存在剧烈的不规则波动,最大波动幅度达30%,其时间序列服从正态分布并具有规则的统计平均结果。进而提出“测不准”现象是绝对存在而并非单纯由外部扰动决定的,湍流随机脉动是矿井通风参数“测不准”的本质原因。结合湍流统计理论对巷道风速的精细化测量方法进行了研究。建立了单点时均风速和巷道平均风速的统计测量数学模型。提出单点风速时均化原则为瞬时风速采样时间尺度大于湍流各态遍历时间尺度。基于抽样原理对单点风速时均化方法进行了研究。提出单点风速时均化过程属于简单随机抽样中的重复抽样,时均风速采样单位数即样本容量。建立了时均风速采样单位数与湍流强度、误差以及置信度之间的关系表达式。采用流体力学理论和激光多普勒测速实验对单点时均风速与巷道平均风速之间的转换机制进行了研究。结果表明:单点时均风速与所在断面的平均风速理论上为非线性关系,但在井下常见风速范围内,可以简化为正比关系,比例系数可以做为点风速与平均风速之间的转换系数,该系数的空间分布反映了断面无量纲速度场结构。基于此,提出了速度场结构近似恒定原理,即平均风速变化时,其断面的无量纲速度场结构近似不变。根据巷道风速统计测量方法,给出了速度场结构系数的标定步骤。实际中只需进行一次速度场结构的标定即可利用任一点时均风速转换出所在断面的平均风速。对巷道湍流强度的分布规律及湍动产生的机理进行了研究。结果表明:湍流充分发展的均直巷道内,湍流强度沿巷道中垂线的分布呈“反抛物线型”,在巷道中心处最小,随着远离巷道中心,湍流强度逐渐增大,在近壁区达到最大。湍动可以简单认为是由流层之间的剪切失稳形成的,速度梯度越大,流层之间的剪切作用越强,湍流强度越高,“测不准”现象也越显着。因此在进行传感器布置时,不仅要选择在风速分布相对规则的断面,而且还要了解这一断面上速度梯度的分布情况。湍流随机脉动会导致监测示值波动失准。实验结果显示,当湍流强度分别为4%、6.8%、9.8%时,瞬时风速与平均风速的误差不超过5%的概率分别为79.6%、58.4%和38.2%。实际井下湍动较此更为显着,因此巷道风速的精准测量必须以统计测量方法为基础。(本文来源于《辽宁工程技术大学》期刊2017-06-15)

张忠义[3](2017)在《典型峡谷平均风速分布特性及跨谷管道悬索桥静风稳定性分析》一文中研究指出山区交通建设需要建造众多跨越峡谷的桥梁,进行跨谷桥梁抗风设计时,需要研究谷内风速分布特性及其对桥梁抗风性能的影响。本文采用计算流体力学对峡谷地形风场数值模拟研究,通过建立不同类型的简化峡谷模型,探究峡谷内平均风速的分布特性,总结了峡谷风在"狭管效应"作用下,风速在水平方向、高度方向以及沿峡谷方向的变化规律;采用峡谷风场测量与渠道流速分布研究成果,对本文数值模拟峡谷风速分布规律进行验证。静风稳定性问题是悬索桥抗风设计的重要内容之一,本文基于峡谷风场的研究,拟合出峡谷内桥跨方向的平均风速分布曲线,采用不均匀风速对某管道悬索桥进行静风稳定性分析,探究不同风速分布形式对悬索桥静风稳定性的影响。同时,论文对比了抗风索对该管道悬索桥静风稳定性的影响。本文研究表明,气流流经峡谷会产生风速放大现象,在水平方向上,从峡谷侧壁至峡谷中部,风速会随着摩擦作用的减弱迅速增大,风速在达到一个极大值后会进入一个变化相对缓和的阶段;在高度方向上,风速由谷底开始增大,在峡谷2/3高度位置附近达到一个最大值,随后沿高度方向降低;沿峡谷方向,风速的放大现象逐渐减弱,并趋于缓和。风速进入峡谷内弯曲段时,地形的改变会导致气流变向,同时横向方向风速的不均匀性增加。关于桥梁静风稳定性分析,在不同风速分布形式作用下,管道悬索桥的结构静风失稳临界风速发生改变。在桥跨方向风速平均值相同的情况下,跨中风速大于两侧风速的分布形式更易导致结构发生静风失稳现象。结果还表明,抗风索能有效降低管道悬索桥结构位移,极大提高其静风稳定性。(本文来源于《西南交通大学》期刊2017-05-01)

楼文娟,刘萌萌,李正昊,章李刚,卞荣[4](2016)在《峡谷地形平均风速特性与加速效应》一文中研究指出采用计算流体力学(CFD)方法建立多个数值模型,通过与风洞试验的对比分析验证了数值模拟结果的可靠性,较系统地研究并详细分析了峡谷长度、山顶间距、山脉坡度3种地貌因素对平均风加速效应的影响.结果表明:山脉顶部加速效应主要受山脉坡度的影响,在近地面内坡度越大加速效应越明显;峡谷内部加速效应受多种地貌因素影响且变化趋势较为复杂,必须考虑峡谷侧坡边界层的影响和流动的叁维效应,当峡谷长度越短、山顶间距越小、山脉坡度越大时,迎风谷口处在近地面内的加速效应越明显.最后计算出典型峡谷的风压地形修正系数,并与我国建筑结构荷载规范进行对比.(本文来源于《湖南大学学报(自然科学版)》期刊2016年07期)

孙毅,李正良,黄汉杰,陈朝晖,魏奇科[5](2011)在《山地风场平均及脉动风速特性试验研究》一文中研究指出山地风场具有与平地风场截然不同的特性,为了研究平均和脉动风速在山地中的空间分布规律,进行了10个不同坡度和高度h的叁维轴对称山体模型的边界层风洞试验。试验结果显示:平均风速在山顶达到最大加速,在背风面山脚达到最大减速;山体坡度越大,山顶加速效应越大,背风面山脚减速越大。脉动风速均方根值在山体迎风面和山顶均与平地风场接近,在背风面山脚增加最大,在其后5h位置,恢复与平地风场相同。根据试验结果提出了新的山地风场平均及脉动风速分布模型。(本文来源于《空气动力学学报》期刊2011年05期)

平均风速特性论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

风量是矿井通风最重要的基础参数。实时准确的掌握矿井全局的风量分布情况,可以及时察觉系统存在的安全隐患,制定相应的对策措施,从而降低隐患向事故转化的几率。矿井风量在线监测技术是实时掌握井下风量分布的重要途径,其工作形式是利用巷道内悬挂的传感器采集当地风速,再根据巷道断面尺寸计算出风量。然而这一方式获得的风量精度普遍偏低,其原因为两方面:其一是风速传感器只能监测固定一点的数据,并不能代表整个巷道的平均风速;其二是风速传感器的监测示值始终处于随机波动的“测不准”状态,无法提供测点精准的风速值。该问题总结起来就是如何准确测量巷道内一点风速,并将其转换为所在断面的平均风速,即巷道平均风速的单点测试问题。本文从巷道风流自身的湍动特性出发,综合采用理论分析、室内实验、现场试验相结合的方法,对巷道平均风速的单点精准测量方法展开了系列研究,这项工作对提高矿井风量在线监测精度具有重要的理论意义和实用价值。为了证实湍流随机脉动诱发“测不准”现象的猜想,设计制作了无外部扰动的均直巷道实验模型,利用激光多普勒测速仪、皮托管-微压计对巷道模型内的风速风压进行了测量。结果发现风速和风压仍然存在剧烈的不规则波动,最大波动幅度达30%,其时间序列服从正态分布并具有规则的统计平均结果。进而提出“测不准”现象是绝对存在而并非单纯由外部扰动决定的,湍流随机脉动是矿井通风参数“测不准”的本质原因。结合湍流统计理论对巷道风速的精细化测量方法进行了研究。建立了单点时均风速和巷道平均风速的统计测量数学模型。提出单点风速时均化原则为瞬时风速采样时间尺度大于湍流各态遍历时间尺度。基于抽样原理对单点风速时均化方法进行了研究。提出单点风速时均化过程属于简单随机抽样中的重复抽样,时均风速采样单位数即样本容量。建立了时均风速采样单位数与湍流强度、误差以及置信度之间的关系表达式。采用流体力学理论和激光多普勒测速实验对单点时均风速与巷道平均风速之间的转换机制进行了研究。结果表明:单点时均风速与所在断面的平均风速理论上为非线性关系,但在井下常见风速范围内,可以简化为正比关系,比例系数可以做为点风速与平均风速之间的转换系数,该系数的空间分布反映了断面无量纲速度场结构。基于此,提出了速度场结构近似恒定原理,即平均风速变化时,其断面的无量纲速度场结构近似不变。根据巷道风速统计测量方法,给出了速度场结构系数的标定步骤。实际中只需进行一次速度场结构的标定即可利用任一点时均风速转换出所在断面的平均风速。对巷道湍流强度的分布规律及湍动产生的机理进行了研究。结果表明:湍流充分发展的均直巷道内,湍流强度沿巷道中垂线的分布呈“反抛物线型”,在巷道中心处最小,随着远离巷道中心,湍流强度逐渐增大,在近壁区达到最大。湍动可以简单认为是由流层之间的剪切失稳形成的,速度梯度越大,流层之间的剪切作用越强,湍流强度越高,“测不准”现象也越显着。因此在进行传感器布置时,不仅要选择在风速分布相对规则的断面,而且还要了解这一断面上速度梯度的分布情况。湍流随机脉动会导致监测示值波动失准。实验结果显示,当湍流强度分别为4%、6.8%、9.8%时,瞬时风速与平均风速的误差不超过5%的概率分别为79.6%、58.4%和38.2%。实际井下湍动较此更为显着,因此巷道风速的精准测量必须以统计测量方法为基础。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

平均风速特性论文参考文献

[1].徐晓达.超高层建筑周边行人高度处平均风速分布特性及风环境评估[D].北京交通大学.2019

[2].李雪冰.巷道风流湍动特性及平均风速单点测试实验研究[D].辽宁工程技术大学.2017

[3].张忠义.典型峡谷平均风速分布特性及跨谷管道悬索桥静风稳定性分析[D].西南交通大学.2017

[4].楼文娟,刘萌萌,李正昊,章李刚,卞荣.峡谷地形平均风速特性与加速效应[J].湖南大学学报(自然科学版).2016

[5].孙毅,李正良,黄汉杰,陈朝晖,魏奇科.山地风场平均及脉动风速特性试验研究[J].空气动力学学报.2011

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