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峡谷平均风空间分布特性研究

丁海平  
【摘要】:风特性是抗风研究的基础,尤其对于西部山区来说,峡谷风场特性的研究对于工程抗风设计有着非常重要的参考价值。目前,风洞试验和数值模拟是风参数研究的主要手段。对于山区桥梁工程的抗风问题,虽然国内外都曾进行过一些探讨和研究,但是实测资料严重匮乏,相关的文献资料也较少,山区峡谷风特性的研究也较为肤浅,值得更为深入的探究。本文以山区峡谷桥址区的风场为研究目标,为了便于利用风洞试验和数值模拟研究峡谷的形式和坡度变化对其内部风场的影响,将峡谷抽象为简化的U型谷,变换峡谷底部宽度与斜坡倾斜角度以得到不同峡谷形式,通过数值模拟方法,建立立体几何模型,划分网格并添加边界条件,计算其内部平均风速的大小,分析风场的分布特征以及不同峡谷形式之间的关联,给出风速剖面的计算结果,推出峡谷内部平均风的空间分布规律。通过风洞试验,测量峡谷模型内部的平均风速的大小和方向,验证数值模拟方法的科学性和合理性。对数值计算结果和风洞试验结果进行整理和拟合,并参考相关文献和前人的经验,提出山区峡谷桥梁抗风设计基准风速的修正的经验公式。针对峡谷内部风速垂直分布的相关规律,分析验证了峡谷内部不同高度位置处桥梁抗风设计基准风速的修正的经验公式。根据相关资料对该风速经验公式进行验证,取得良好的结果。


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