臺風風場下低矮房屋風特性的實測與風洞試驗研究.pdf

1、我國處于世界上受臺風影響最頻繁且最嚴重的西太平洋海岸，每年由于風災造成的損失巨大。大量調(diào)查資料表明，低矮房屋的損毀是導致臺風災害中人員傷亡和財產(chǎn)損失的主要因素之一。因此，開展臺風風場下低矮房屋風載特性的研究顯得極為重要。本文采用現(xiàn)場實測與風洞試驗相結(jié)合的方法，對臺風風場下低矮房屋的風載特性進行了深入研究。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　(1)基于平坡屋面臺風實測房系統(tǒng)，對強臺風“尤特”進行了監(jiān)測，獲得了其登陸過程的實測風速、風向

2、和風壓數(shù)據(jù)。通過對實測風速、風向數(shù)據(jù)的分析計算，得到近地風場平均風速、平均風向、湍流強度、陣風因子、湍流積分尺度及脈動風速功率譜等風特性，并分析了陣風因子與湍流強度之間的相關性。通過對屋面風壓實測數(shù)據(jù)的分析，得出了屋面風壓的分布規(guī)律，并進一步探討了風壓系數(shù)的非高斯性。結(jié)果表明:陣風因子與湍流強度呈正相關，Karman譜與實測風速譜最為吻合;斜風向作用時屋檐角部區(qū)域?qū)⑿纬奢^大的局部風壓，風壓系數(shù)及其峰值因子的概率分布均呈非高斯性。

3、　　(2)基于雙坡屋面臺風實測房系統(tǒng)，監(jiān)測獲得了強熱帶風暴“溫比亞”登陸過程的實測風速、風向和風壓數(shù)據(jù)。基于實測數(shù)據(jù)，計算得到“溫比亞”登陸過程中近地風場的平均風速和風向以及對應的湍流參數(shù)如湍流強度、陣風因子、湍流積分尺度及風速譜等。研究了雙坡屋面的風壓分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:在斜風向作用下，屋檐角部和屋脊角部邊緣區(qū)域?qū)⑿纬奢^大的平均風壓和峰值負壓;風壓系數(shù)和峰值因子概率分布明顯偏離對數(shù)概率分布，但與極值Ⅰ型分布及威布爾分布都能較好地吻

4、合。
　　(3)開展了縮尺比為1∶20的平坡屋面模型和雙坡屋面模型的風洞測壓試驗，研究分析了兩種模型的表面風壓特性。將風洞試驗結(jié)果與實測結(jié)果進行了對比研究分析，并且探討了不同地貌特征對風洞試驗結(jié)果的影響。研究結(jié)果表明:風壓系數(shù)隨地貌粗糙程度的增大而增大;斜風向作用下，平坡屋面模型屋檐角部區(qū)域、雙坡屋面模型屋檐角部及屋脊角部區(qū)域都將形成較大的局部負壓，與實測結(jié)果對比得知，風洞試驗結(jié)果相對低估了受氣流分離和錐形漩渦影響的角部區(qū)域的峰值