《來流湍流對山區複雜地形風場的作用機理研究》是依託上海師範大學，由王通擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：來流湍流對山區複雜地形風場的作用機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王通
- 依託單位：上海師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
全面了解山區複雜地形的風場特性對山區風敏感性結構的抗風設計和風能資源的開發利用都至關重要。由於複雜地形風場嚴重依賴於上游來流環境，故在風洞試驗中就需要考慮目標區域上游大範圍地形起伏的影響。本項目借鑑荷載規範的方法，將複雜地形的上游來流環境等效為均勻粗糙度條件下的來流湍流，進而研究不同來流湍流對複雜地形風特性的影響，旨在加深對山區複雜地形風場的了解。利用國內首座主動控制風洞生成來流湍流，並通過依次逐漸改變其平均風剖面、湍流強度和湍流積分尺度，來研究平緩/陡峭孤立二維山體、平緩/陡峭孤立三維山體等四個地形上的平均風增速比、湍流強度和空間相關性等風場特性隨來流湍流的變化規律及機理。本項目有助於深入了解山區複雜地形的風場特性，不僅能夠指導山區的風工程實踐，也可為完善風荷載規範提供參考，適應我國西部大開發的迫切需要。
結題摘要
全面了解山區複雜地形的風場特性對山區風敏感結構的抗風設計和風能資源的開發利用都至關重要。由於複雜地形風場嚴重依賴於上游來流條件，故在傳統風洞試驗中就需要模擬目標區域上游大範圍的地形起伏，但受到模型縮尺比的限制，難以同時模擬地表細節，從而影響試驗精度。借鑑荷載規範的做法，將複雜地形上游來流環境等效為均勻粗糙度條件下的來流湍流，進而研究不同來流湍流對複雜地形風特性的影響，旨在加深對山區複雜地形風場的了解。本項目的主要研究內容是採用主動控制風洞結合數值模擬生成來流湍流，並通過依次逐漸改變其平均風剖面、湍流度剖面和積分尺度剖面，來研究平緩/陡峭孤立二維山體、平緩/陡峭孤立三維山體等四個地形上的平均風增速比、湍流強度和空間相關性等風場特性隨來流湍流的變化規律及機理。本項目的主要結果可概括為以下三個方面：（1）進一步深化基於局部微分求積法結合簡化循環方法的來流湍流模擬技術，探討微分求積數值求解流函式—渦度方程中所遇到的流函式超約束問題；（2）採用Boussinesq假設，通過大渦模擬研究溫度層結效應對山體繞流平均風和湍流度的影響；（3）採用主動控制風洞研究來流湍流參數變化對山體繞流的影響，發現來流湍流度對山體繞流的影響與來流積分尺度密切相關。本項目有助於深入了解山區複雜地形的風場特性，不僅能夠指導山區的風工程實踐，也可為完善風荷載規範提供參考，適應我國西部大開發的迫切需要。 在執行課題的三年間，在國內外學術刊物上發表了標註本課題的SCI論文4篇、EI論文1篇，參加國際學術會議並發表標註本課題的學術論文兩篇，協助培養博士生、碩士生各一名。
