高层建筑风环境及其影响研究

随着厦门经济特区的发展．一座座标志性的高层建筑拔地而起．人们自然关心风这个自然因素对这些高层建筑有什么影响？反过来这些高层建筑周围又会形成一个什么样的风环境？它对城市规划建筑设计、施工和人们的生活有什么影响？近年来风工程研究工作者都在对高层建筑的风环境进行研究。     

筒式风能采集系统及其试验研究

为了克服现有技术中风能采集装置对风速或风向适应能力不足、风能利用率不高的问题,提出了一种适合城市高空风能利用的新型筒式垂直轴风力发电系统,其不仅具有很强的风向适应能力,而且能够在较低风速时,充分利用导风板将风力集中到筒式风能采集系统内,提高了风轮利用风能的效率。这种风力发电系统将与城市高层建筑构成一体化,充分利用高空风能优势进行发电,噪音小,不会给城市的生活和工作带来影响。介绍了该筒式风能采集系统的主要组成部分,以及实验结果,初步证实了该设计的可行性。     

某高层建筑风环境风洞试验研究

介绍了在风洞中进行的某高层建筑风环境的模拟试验 ,行人高度风速的测量和数据处理方法 ;并分析了该高层建筑的风洞试验结果 ,结果表明 ,该建筑的风环境基本上满足舒适性条件 .     

基于风环境影响的东北寒地被动式建筑设计策略探析

针对东北严寒地区建筑室外风环境特征,以"被动式建筑设计"理念为指导,分析了室外风环境对建筑群体布局设计和高层建筑设计的影响,提出了建筑点线排列组合、避免下冲气流、避免风旋、避免风漏斗效应等建筑总体布局设计策略和设置贯通的洞口、立面设计和竖向绿化等高层建筑防风设计策略方面,以期能为东北寒地建筑设计和建筑节能提供有益的参考和借鉴。     

国际《风能应用》专题讨论会综述

1985年5月20至22日,在希腊 Delphi 召开了《风能应用》专题讨论会。会议由欧洲共同体委员会等单位赞助,由欧洲风能委员会等单位组织。来自15个国家的约120位学者和专家参加会议。会上宣读了51篇论文,内容包括五个方面:风的测量和选址研究、风能转换系统的具体技术问题、风能应用、经济性和环境问题、风能事业展望。本文摘要归纳上逆论文涉及的主要技术问题和披露的信息,供国内从事风能开发的同行参考。     

巴基斯坦瓜达尔港的风能资源评估

利用来自欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA-interim风场资料,对瓜达尔港的风能资源展开评估.结果表明:1)瓜达尔港的风能资源常年可用,风能密度、有效风速出现频率、不同等级风能密度出现的频率都表现出明显的单峰型月变化特征,峰值出现在4—5月,波谷出现在11—12月;年平均值分别为:风能密度121 W/m~2,有效风速频率43%,50 W/m~2以上能级频率55%.2)从风能玫瑰图看出,瓜达尔港的风能常年稳定由偏西南(SW)向的风贡献.2月和11月,400和500 W/m~2及以上高风能密度主要由北北东(NNE)向的风贡献;5月和8月,高风能密度主要由偏西南(SW)向的风贡献.3)瓜达尔港的风能主要经历了两个阶段:1979—2000年期间,风能密度在120W/m~2上下波动,有效风速出现频率在45%上下浮动;2001—2014年期间,风能密度在110W/m~2上下波动,有效风速出现频率在40%上下浮动.4)瓜达尔港的6级及以上大风频率常年在1.5%以内;出现频率最高的为3级风(34.29%),其次是4级风(28.32%)和2级风(23.11%).     

对高层建筑低碳设计理念的思考

高层建筑设计环节是体现设计思想和价值取向的重点环节,在提倡节能和环保的社会共识中,高层建筑设计实现低碳理念是设计工作的重要方向,也是高层建筑设计工作实现自身变革和提升的主要途径。该研究从高层建筑低碳设计工作出发,研讨了低碳理念对高层建筑设计的重要价值,结合高层建筑围护结构、风环境、建筑选址等关键部位设计,提出了低碳理念应用高层建筑设计的要点,希望为行业提升高层建筑低碳设计水平有所帮助。     

基于反馈线性化的PMSG风电系统的最大风能捕获

针对PMSG风电机组在额定风速以下的最大风能捕获问题,采用一种反馈线性化控制策略.建立了PMSG风电机组数学模型的基础上,应用反馈线性化控制理论设计控制器,实现了PMSG风电机组的线性化控制.在此基础上,对3kW的PMSG风电机组在MATLAB/Simulink上进行了最大风能捕获的研究.仿真结果表明,所提出的控制方法能够很好的控制风力机转速准确跟随风速变化,保持最佳叶尖速比和最大风能利用系数,能实现最大风能捕获,从而验证了其正确性和有效性.     

风电场设计优化评估软件WAsP9.0的应用

风电场建设过程中风能资源分析是非常重要的环节,本文介绍了风电场风能资源分析软件WAsP9.0的原理、WasP的功能模块、风图谱计算的基础数据,并以一个实例说明了风图谱的生成过程。     

高层建筑周围行人风环境数值模拟

采用基于k-ε湍流闭合方法的数值模式对高层建筑周围行人风场进行模拟,与风洞实验结果吻合。数值模式能够在每一个计算格点和每一个时间段提供流场的详细信息,因而,在准确评价行人风环境或者其他风环境问题上比风洞实验更具优势。随着计算技术的提高,数值模拟已变得更为快速经济,并成为研究城市风环境的有效手段。     

1975-2004年平鲁区逐月风能变化情况分析

采用风电场风能资源测量方法和风电场风能资源评估方法,对山西省朔州市平鲁区1975—2004年的平均风速、风功率密度逐月变化情况进行综合分析,为开发利用山西省北部地区的风能资源提供理论依据。     

沙尘环境对风力机关键零部件力学特性影响综述

近年来随着全球对双碳计划的落实,风力机行业发展迅速.风电场选址尽可能选择风资源储量大,与当地环境能和谐共生的区域,沙漠区域具备相当大的风能储量,但该区域受风力影响致沙尘天气频发,风沙环境对风力机运行产生了显著影响.本文首先对全球沙漠分布及对应风能利用情况做了概述,然后简述了沙尘天气发生的核心因素,即沙源地、沙尘运动形式和沙尘天气特征;最后对风沙环境下风沙对风力机关键部件影响研究进行了评述,并对未来研究进行了展望.目的是为从事相关研究的技术人员提供参考,希望能对风能利用与沙漠化环境的协同改进研究提供支持.     

高层建筑周围行人高度风环境的数值模拟研究

通过数值模拟方法对某高层建筑周围的行人高度风速场进行了计算,结合当地气象台的气象风速统计资料,给出了该建筑周围舒适性风的概率直方图,对行人高度风环境的舒适性作出了评价,并对一些可能存在不舒适风问题的位置点提出了控制措施.     

风轮机特性的模拟

分析了风轮机运行特性及其最佳风能利用原理,推导了风能利用系数、风轮机输出转矩的近似表达式,验证了采用直流电机的输出特性模拟风轮机的输出功率曲线的可行性,并给出了模拟系统的硬件结构.经过实验,该系统能够近似模拟风轮机的转矩一转速输出特性,为在实验室条件下进行风力发电系统的研究提供了一个实用的方法.     

土-结构相互作用对高层建筑风振舒适度的影响

推导了脉动风荷载作用下考虑土 -结构相互作用时高层建筑结构加速度响应的计算公式 .算例表明土 -结构相互作用对高层建筑风振加速度响应有明显影响 .一般而言 ,在软土地基上土 -结构相互作用使高层建筑风振时加速度增加 ,从而增加了人体的不舒适感 ,甚至有可能影响到高层建筑的使用功能 ,故在设计时应引起重视     

切角矩形断面高层建筑风压特性试验研究

针对切角矩形断面高层建筑体型复杂且其风压特性无法通过建筑结构荷载规范直接选取的现状,以某一变宽度切角矩形断面高层建筑为研究对象,在考虑周边复杂建筑风环境的影响下通过刚体模型测压试验研究了建筑模型表面风压系数和体型系数,并讨论了切角矩形断面高层建筑局部风压随风向角和高度的变化规律。结果表明:切角矩形断面高层建筑表面风压特性与常规矩形断面高层建筑基本一致,垂直来流的标准迎风面的平均风压系数为正值,且随着高度增加而增加;斜迎风面与来流方向呈45°时风压系数和规范值差距较大,正负值符号与斜切面与正立面宽度比有关,并给出了最大宽度比为1/8时的取值结果;侧风面和背风面为负压区,背风面平均风压系数约为侧风面的1/2;最大脉动风压和最小平均风压均出现在边角切面处。周边建筑对该高层建筑中下部表面风压的影响较大,个别侧风面受此干扰风压分布无明显规律可寻。     

高层建筑背景静力等效风荷载分布

根据典型高层建筑模型的风洞试验结果,得到了脉动风荷载在高层建筑顺、横风向沿高度的分布规律及其相关性,对有关文献中多种背景静力等效风荷载分布规律表述方法的精确性进行验证;根据对比结果,拟合出具有不同几何参数的高层建筑背景静力等效风荷载在顺、横风向沿高度的分布规律公式,并验证.结果表明,所给出的典型高层建筑背景静力等效风荷载的分布公式精度高,简单适用,对修订高层建筑风荷载规范具有参考价值.     

浅谈高层建筑抗风设计及风振有效控制方法

本文通过对高层建筑在风荷载作用下的影响因素以及风荷载的特点以及分类的分析,介绍了常用抗风设计控制方法,分析了风荷载以及风荷载的影响因素,提出了高层建筑抗风设计的一些原则和舒适性条件,并通过实例说明了现阶段常用的风振控制方法。     

基于一种标准城市建筑模型的行人高度风环境比较研究

对日本建筑学会（AIJ）提出的标准建筑风环境模型,分别采用风洞试验、基于雷诺平均（RANS）和大涡模拟（LES）的数值模拟方法,开展了考虑不同中央高层建筑高度和来流风向角对周围行人高度风环境影响的详细比较研究。结果表明：RANS和LES模拟得到各测点风速比的变化趋势与风洞试验整体上一致,相对而言,LES模拟结果与风洞试验结果更接近,平均误差约为RANS的1/2;而RANS方法总体上低估了行人高度风速,无法准确反映建筑背风面的风加速状况。随着中央建筑高度的增加,周边行人高度风速逐渐增大,100 m高度的超高层建筑对局部区域风速的加速达到1.6倍;但当中央建筑高度超过150 m、继续增大至200 m时,行人高度风速不再增大。当风向角在0°～90°范围变化时,在高层建筑背风面和角区附近会产生行人高度风场加速的“文丘里效应”;其中当来流风向角为45°时,风加速情况最为显著,显示出斜风来流工况下会对高层建筑周边行人风环境带来最不利的影响。     

高层建筑抗风研究现状

本文对高层建筑风动力效应--顺风响应、横风响应、和扭转响应;群体建筑风荷载的相互干扰;结构风振情况下的人体振动舒适度分析等方面的研究现状进行了详细的论述,为高层建筑抗风工程做好准备。