内陆强风及其作用的现场实测与模拟

随我国经济建设，尤其是西部大开发的发展，在西部地区也开始修建大跨径桥梁及高耸结构，这些结构对风反应是结构设计必须考虑且应慎重、安全确定的重要问题。而强风特性是其至关重要的基础问题。西部地区的强风特性，尤其是对工程结构抗风设计有重要影响的风速、风向、风攻角、空间相关性、紊流强度、紊流尺度、脉动风功率谱等风特性参数显著不同于空旷平坦地貌。为此，联合新疆维吾尔自治区气象部门，利用新疆地区的气象资料，对内陆典型复杂地貌的风特性参数进行分析，并制作地形模型，建立数值模型，借助风洞试验和数值分析研究内陆典型复杂地貌的风特性参数，为我国内陆地区大跨径桥梁、高耸大跨结构的抗风设计提供参考。

内陆强风区别于东南沿海台风，具有明显的季节特性，内陆强风尤以西部地区强风最为明显。西部地区为山岭重丘区，地势起伏大，河谷幽深，山谷风盛行。复杂的地形对风速影响极大，风向、风速时空差异明显，内陆风工程研究所在区域的地质地理条件和周围环境极为复杂。随着西部大开发建设需求的增加，相应研究资料的缺乏逐渐明显。因此，系统深入的研究内陆强风特性对山区桥梁、建筑等结构的建设及正常使用具有重要意义。本文主要工作内容如下：.（1）全面比较了内陆强风和台风，指出了二者在风参数方面的异同。总结了内陆强风环境的特点和研究现状，说明了山区风环境研究的必要性。.（2）选取了阿拉山口、达坂城、额尔齐斯河河谷三处典型强风区，开展了为期两年的现场风观测，采集到现场风速资料，利用实测风速数据统计分析了三处典型地区的风特性参数，得到了实测的风场分布特点和规律。.（3）针对所选择的三处典型地区，选择合适的缩尺比制作地形模型，首次利用测压排管高效率的测试，完成了对多个风向角、多个测点、多种风场的风洞试验测试，得到了试验风场分布特点和规律。并与实测结果进行了对比，得到风洞试验与现场实测之间的差别与规律。.（4）基于“数值风洞”模拟技术对应风洞试验工况进行了数值模拟研究，得到了各测点处风速剖面和湍流强度的分布规律，并将计算结果和风洞试验数据进行了对比分析，总结了风速、湍流度沿高度的变化规律。.（5）结合现场实测、风洞试验、数值模拟三种方法对内陆强风特性进行了对比研究，总结了风特性研究的三种途径的局限性和适用性，为内陆强风特性的研究提供了参考。