| 坡度对三维山丘风场特性及绕流机理分析 |
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| 引用本文： | 郑德乾,包延芳,李亮,方平治,马文勇,汤胜茗.坡度对三维山丘风场特性及绕流机理分析[J].科学技术与工程,2022,22(20):8691-8700. |
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| 作者姓名： | 郑德乾 包延芳 李亮 方平治 马文勇 汤胜茗 |
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| 作者单位： | 河南工业大学;中再巨灾风险管理股份有限公司;石家庄铁道大学;中国气象局上海台风研究所 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划(2018YFB1501104) |
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| 摘 要： | 为研究坡度对山丘地形风场特性的影响，采用基于空间平均的大涡模拟方法进行了非定常绕流数值模拟研究。首先，通过与试验结果的对比，验证了模拟方法及参数的有效性；然后，研究了15°、21.8°、30°和45°四种坡度对山丘的近地绕流平均和脉动风速场的影响，着重从时均和瞬态流场角度进行了影响机理分析；最后，分析了坡度对地形加速效应的影响，并与不同国家规范结果进行了对比。结果表明：大涡模拟方法可以较有效地模拟不同坡度山丘的平均和脉动风速特性；不同坡度山丘迎风面处的平均和脉动风速场的变化规律基本一致，差异主要在山顶和背风面处。在山顶位置，随着坡度的增加，脉动风逐渐增大，以坡度30°为界，山顶处的流向平均风速呈现先减小后增大的趋势，背风面流动分离点逐渐向下游移动，引起涡旋中心位置逐渐向下游移动且远离山丘壁面。在背风面山腰近壁区，以坡度30°为界，当坡度较低时，随着坡度增大旋涡尺度不断增大，旋涡尾迹变宽，能量逐渐集中，流向平均风速逐渐减小，脉动风速逐渐增大；坡度大于该值时变化趋势则相反。不同坡度的地形加速效应趋势基本类似，主要差异在近壁区，结合各国规范本文给出了不同坡度地形加速效应的最大值曲线。
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| 关 键 词： | 大涡模拟 三维山丘 地形风场 坡度 流场机理 |
| 收稿时间： | 2021/12/28 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2022/4/16 0:00:00 |
Study on the slope effect on wind field and flow mechanism over 3D hilly terrain |
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| Zheng Deqian,Bao Yanfang,Li Liang,Fang Pingzhi,Ma Wenyong,Tang Shengming.Study on the slope effect on wind field and flow mechanism over 3D hilly terrain[J].Science Technology and Engineering,2022,22(20):8691-8700. |
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| Authors: | Zheng Deqian Bao Yanfang Li Liang Fang Pingzhi Ma Wenyong Tang Shengming |
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| Institution: | Henan University of Technology |
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| Keywords: | large eddy simulation 3D Hills topographical wind field slope flow field mechanism |
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