土木工程相关台风近地风场实测的研究91491.pdfVIP

第 28卷 第 1期 空 气 动 力 学 学 报 Vo．【28．No．1 20lO年 2月 ACTA AERODYNAM ICA SINICA Feb．，2O10 文章编号 ：0258-1825(2010)O1—0023～09 土木工程相关的台风近地风场实测研究 徐 安 ，傅继阳。，赵若红 ，吴玖荣。 (1．温州大学建筑与土木工程学院，浙江 温州 325000； 2．广州大学与淡江大学工程结构灾害与控制联合研究中心，广东 广州 510006) 摘 要：采用三维超声风速仪现场观测 了台风 “珍珠”和 “派 比安”的登陆过程，分析了两次台风过程的平均风速 、风 向变化历程 以及台风脉动风速 的概率密度分布 ，进一步研究了台风湍流强度 、湍流积分尺度与阵风因子．结果表 明：在低风速情况下，台风脉动风速接近正态分布 ，湍流强度与 阵风因子存在近似线性关系 ，可用相关经验公式进 行拟合。两次台风过程实测风速谱均可与某种理论谱模型较好吻合 ，通过拟合可 以降低实测谱与理论谱的偏差 。 关键词：台风 ；湍流强度 ；阵风因子 ；现场实测 中图分类号 ：TP391．09 文献标识码 ：A 告还较少。 0 引 言 本文采用两种不同型号的超声风速仪详细观测 风荷载是作用于建筑结构 的一种典型的动力荷 了 2006年台风 “珍珠”和台风 “派比安”登陆时的风速 载，其对建筑结构物的作用效果是由风特性决定 的。 和风 向变化历程，并分析了台风过程的 lO分钟和 1 与建筑结构风荷载直接相关的风特性主要有 ：平均风 小时平均风速变化历程、概率密度分布、风向角 、风攻 速风向、湍流强度 、峰值因子、湍流积分长度和脉动风 角、湍流强度、阵风 因子、湍流积分尺度及脉动风速 速谱等 ]。这些风特性是 由大气运动 中动量 、热量、 谱，总结了台风风场特性，同时对比分析了各种测试 水分等的输送与平衡以及边界层的摩擦等因素所决 仪器的性能，并对脉动风速谱进行了拟合 。 定的 。不 同尺度、不 同类型的天气过程 ，它 的驱 动因素和运动特征是不一样的c4]。现行的建筑结构 1 台风观测情况 抗风设计规范中关于风荷载 的平均风和脉动风特性 1．1 台风 “珍珠” 大部分是根据季候风的研究结果得到的，由于在季候 风中，大气运动中动量 、热量、水分等的运输与平衡与 0601号台风 “珍珠”于O6年5月 18日2时 15分 台风有显著的差别 ，所以季候风特性与台风的风特性 在饶平县和汕头澄海区交界地区登陆，观测地点位于 也有显著的差别[4 ]。‘台风 的强度一般要远大于季 广东省饶平县海山镇欧边村的 70m梯度风观测塔， 候风的强度，在台风影响地区，土木工程结构抗风设 地理坐标位于东经 117．002。，北纬 23．551。。台风登 计主要是针对台风作用。因此 ，为了更好地把握台风 陆时台风中心直接经过观测点。CSAT3型超声风速 对土木工程结构的作用 ，为台风影响地区土木工程结 仪安装在离地面 5m 高度处，经水平校正，仪器探头 构的抗风设计提供科学依据，需要专门进行台风特性 朝 向正东方 向；HD20O3型超声风速仪安装在离地面 的研究。因此对于台风近地风场的实测研究一方面 10m高度处，由于安装时风雨太大，仪器 白色盒面未 有助于提升对其特性的认识，为在风洞试验或 CFD 能按要求朝 向正南方 向，而是朝 向南偏东 20。方 向 模拟中更好地模拟实际台风风场提供指南 ，另一方面