西安市城区通风环境数值建模及分析

近年来，城市建筑的高度和密度不断增加，对城市通风环境产生了很大影响。针对西安市绕城高速以内区域，建立了城区建筑、道路等几何模型，在此基础上建立了城市风环境数值仿真模型。通过数值仿真，分析了在冬季主导风 ENE 风向下，区域风环境的现状，包括风速分布、通风能力等。研究表明，建筑布局、街道布局、建筑密度和风向会对区域风速分布及通风能力有明显影响。控制城市内十字路口处建筑高度及建立城市主导风向上通风廊道有利于城市内的通风。     

棋盘洲长江公路大桥桥位区短期考察风特征分析

鄂东棋盘洲长江大桥具有跨度大,结构轻柔的特点,其设计施工对大风极为敏感,为此专门在大桥处拟建一个自动观测站,根据1年完整(2011年2月～2012年1月)的风观测资料及同期气象站资料,对桥位处平均风速、最大风速、极大风速、风向进行了详细的分析,并与黄石站对应要素进行对比分析,结果表明：1)大部分时间,棋盘洲站的逐月平均风速、月最大风速、月极大风速都较黄石大;2)随着风速增大,桥位处与黄石站逐日最大风速的相关性逐渐下降直至不相关;3)桥位棋盘洲站与黄石站主导风向有一定差异,棋盘洲站主导风向为SSE和NW,较为集中,黄石站主导风向为E和NW风,较为分散.     

大型风电场风机最优布置规律研究

采用较完善的风机优化布置计算数学模型,研究了单一风向风况下的风电场风机最优布置的一般性规律,给出了风机布置排数和风机间距的合理取值范围:风电场区域无限制以及风电场沿盛行风向上尺寸较小时,风机横向间距应为2D0～3D0(D0为风轮直径),纵向间距应大于15D0;风电场沿盛行风向上尺寸较大时,可考虑布置3排以上风机,风机纵向间距应为15D0～20D0,风机横向间距应为3D0～5D0;风机优化布置一般可不考虑风速大小的影响.在此基础上,研究了均匀对称风况、1个主导风向风况和多个主导风向风况下的风机最优布置规律,得出了风机最优布置形式与风况特征的规律性基本一致,且风况越复杂,风机最优布置的规律性越弱的结论.     

西昌2014年大气边界层风场特征分析

利用西昌探空站2014年高空风资料,对大气边界层内距地300、600及900 m的风向频率、平均风速按月、季度进行统计计算,以此分析西昌地区大气边界层风场特征。结果表明:西昌地区大气边界层内风随季节变化较大。对于风向:夏季,各高度上通常以SSW和N为主导并有多个次多风向;冬、春、秋季,300 m高度上主要是偏南风,600、900 m高度上风向主要集中在SSW方向上;风速最大出现在春季,最小在夏季。     

本溪市大气污染物体积分数预测

根据多年常规气象资料和2006年污染源调查资料,确定本溪市大气环境主要污染因子为TSP和SO2.采用GIS技术和EIAA大气环境影响评价助手软件对控制区内的TSP和SO2体积分数进行了预测.预测结果表明,污染主要集中在中部地区,特定工业区以及特定工业区主导风向的下风向地区污染严重,而居住区只有靠近工业区的才出现了污染超标现象;相比较之下,TSP比SO2的污染范围要广、污染程度要深.研究结果表明,预测模型精度较高,预测结果与实测状况基本相符.     

高低层风向差异对核电厂长期大气弥散因子计算的影响

 为比较风场上下不一致时计算大气弥散因子的差异,使用CAirDos 模式计算福建某沿海核电厂的长期大气弥散因子,并与CEIRA 模式的计算结果进行对比,结果显示两种模式计算出的最大长期弥散因子出现的方位相同,均对应于低层最多风向（东北东,23.2%）的下风向,而次大值出现的方位不同。其中,CAirDos 计算的长期大气弥散因子的次大值出现在低层（10 m）次多风向（北东,10.4%）的下风向;而CEIRA 模式计算的长期大气弥散因子的次大值出现在高层（80 m）主导风向（北,16.5%）的下风向。CAirDos 使用的是单层风速数据,高层风速经风廓线修正得到,风向保持不变,保证了高、低层风向的一致,而CEIRA 需要使用高层及低层两层的风速数据,当高层及低层风向不一致时,将影响长期大气弥散因子的计算结果。     

超声波式与螺旋桨式测风传感器数据对比分析

风速风向测量对船舶航行、系泊、防台、救援等有重要的作用,文中以超声波测风传感器数据为基准,结合螺旋桨式测风传感器安装位置,对航行状态的螺旋桨式测风数据进行了误差分析,并指出了各个方向上的风速风向误差源,为螺旋桨式测风传感器的总体布置优化提供参考。     

船舶运动状态下超声波风速风向动态测量建模与分析

根据超声波风速风向传感器工作原理,建立船舶运动状态下超声波风速风向动态测量的理论模型,并搭建船舶动态风速风向测量的模拟平台。在不同风速和风向条件下进行大量实验。数据分析表明,实验结果与理论模型一致。该结果可为船舶运动状态下风速风向动态测量误差补偿提供理论基础。     

上海地区风速风向联合概率密度函数的研究

根据上海地区历年来详尽的风速风向实测资料，首先利用统计方法计算出本地区离散的风速风向联合概率密度函数数值；然后运用曲面拟合方法，得到简洁实用的风速风向联合概率密度函数曲面的表达式。文中同时分析了风速风向在各季节的特点，这些结果可以方便地用于上海地区结构的抗风设计及风洞试验研究。对其它地区的风概率特性分析，文中的方法及结论也可被参考使用。     

单钢管避雷针高柔结构横风向风致响应研究

单钢管避雷针结构横截面为圆形且基频较低，在运营过程中容易发生风振现象，采用双向流固耦合方法对其进行3维数值风洞模拟，探讨7种风速下钢管避雷针结构受力性能及风振响应，并与现行的国家规范条文对比。分析结果表明：在典型风速下避雷针结构两侧所受横风向风压力最大为1.03 kPa,是顺风向风压力的1.72倍，且在不同节段钢管连接处风压力突变现象显著；当风速大于10 m/s时，避雷针结构所受横风向风压大于规范提供的风荷载标准值，两者相差42%,且结构顶端位移相差30.6%;当风速大于20 m/s时，避雷针结构横风向振动频率与避雷针结构高阶自振频率接近，避雷针结构易发生高阶弯曲振动，存在安全隐患。     

西昌市环境空气质量气象影响因素的分析研究

利用西昌市2012—2014年气象资料和空气质量资料,采用统计学方法对西昌市气候背景、地面和高空风场特征、污染系数、大气稳定度,风速、风向、稳定度联合频率进行分析,结果表明:全年的大气稳定度均以中性为主,不影响空气团做垂直方向运动,对大气污染物的扩散无明显影响;西昌市全年污染系数均以偏北风(以N和NNW为主)最大,偏南风(以SSW为主)次之,偏西风和偏北风最小,西昌市出现空气质量时好时坏的现象;整个冬季地面静风频率较高,达82%～85.4%,地面主导风向以偏南风和偏北风为主,各高度上风速最大值均出现在SSW方向上,各层风速均随高度增加而增大;地面静风是造成西昌市污染的主要原因,地面静风频率大时污染率越大,空气质量越差;由于污染源的位置关系,地面主导风向为偏南风时也是造成污染的重要原因,并以此为相关部门提出建议。     

江苏环港风电场风能资源特征分析

利用江苏环港风电场一座测风塔2010年12月至2011年11月的逐10 min实时观测数据, 对该地区风能资源特征进行综合分析, 得到该站点10, 50, 70和80 m高度的年平均风速为4.0~6.1 m/s, 年平均风功率密度为80.4~238.4 W/m2, 年有效风功率密度为116.5~262.5 W/m2, 年有效风速小时数为5777~7845 h, 年有效风能密度为679.3~2041.5 (kW?h)/m2。全年主导风向为NNE, N和NE, 三者之和接近全年风向的三成, 主导风向的风能密度接近全年的五成, 风速主要集中在3~8 m/s, 约占全年的80%。 总体来看, 该地区风能资源丰 富, 特别是已建设风机的轮毂高度年有效风功率密度达到250 W/m2以上, 有效风速小时数接近全年的90%, 具有很高的开发利用价值。     

高层建筑形状及布局对城市街区 行人风环境影响研究

基于风洞试验和计算流体动力学方法(Computational Fluids Dynamics,CFD)研究高层建筑形状及布局对城市街区行人风环境的影响.采用最大风速比和归一化加速面积比,定量研究五种高层建筑形状及四类建筑布局对城市街区行人风环境的影响,确定全风向下的最优建筑形状以及布局,结合CFD数值模拟获得的全域流场信息,揭示建筑形状和布局对于城市街区行人风环境的影响机理.结果表明:在保持建筑高度和街区容积率一致的情况下,高层建筑群周边最大风速比不会随着建筑形状和建筑布局的改变而发生明显变化.但建筑形状和建筑布局会改变建筑群周边高风速区域的面积大小,全风向下的最优建筑形状和布局分别是Y字形和错列式布局,而最不利形状和布局分别是H字形和围合式布局.不同布局下的方形、H字形及X字形高层建筑群的最不利风向均位于斜风向,而十字形及Y字形则为正风向.高层建筑群在行人高度处的风加速现象主要是由狭管效应和角部分离效应造成的.     

长江口崇明东滩风况统计分析

本文基于长江口崇明东滩气象站实测资料,给出逐月平均和主导风速及风向.观测资料和统计结果表明,从1月至12月,各月平均风速分别为4.2、4.6、4.9、4.9、4.7、4.4、4.9、4.9、4.5、4.0、4.1和4.3 m/s,平均风向分别为N、NE、NE、SE、SE、SE、S、SE、NE、NE、N和N.统计给出了各月第一、第二风向频率风,最大平均风速所在方位风,强风风向优势和风速优势风的风向、频率和平均速度.总体来看,长江口具有春夏季盛行东南风、秋冬季盛行偏北风的亚热带季风特征.强风频率有明显的季节性变化,3、4月和7、8月明显高于其他月份,且3、4月明显低于7、8月份,分别达到了0.8%和1.52%,相对应的平均风速为11.5和12.4 m/s.     

结合台风模拟的混合气候下分风向极值风速估计方法

采用Monte Carlo方法分别获取台风和良态风气候的极值风速样本.其中,台风气候极值风速采用Yan Meng台风模型进行模拟,而良态风气候则是对气象站风速数据拟合极值分布后再模拟一定数量的极值数据,然后对两者进行组合.最后,结合风速风向分布模型提出一种考虑风向的极值风速估计方法.利用该方法对上海地区极值风速设计值进行了估算,并讨论了其特性.模拟结果不仅同时展现台风和良态风两种气候的极值分布形态,还表明了受台风影响的地区各个风向上极值风速具有一定程度的相关性.     

风场对江淮地区颗粒物的影响分析

文章根据江淮地区气象资料和污染物质量浓度资料,分析风向、风速等气象要素对颗粒物质量浓度的影响。研究发现,江淮地区受PM_(2.5)污染程度高于PM_(10)。春季各风向所占比例较均匀,风速适中,较好的扩散条件使得空气优良比例居多;夏季主导风向转为东风至南风,携带较清洁西太平洋暖湿气流,使得空气优良比例较多;秋、冬季西北、北、东北风向所占比例较高,不良扩散条件和气流输送使得空气污染比例增高,占比达到55.6%。颗粒物对风速敏感程度分析研究表明,春、夏、冬季敏感风速较大,秋季较小;春、夏、冬季皖北与沿江城市的颗粒物对风速敏感程度较小,敏感风速为5.0～5.7 m/s,需要较大风速才具有强扩散和稀释能力;江淮之间及皖南对风速敏感程度较大,敏感风速为2.2～3.0 m/s,具有相对较好扩散和稀释能力。对一次典型污染过程的研究发现,风对空气污染过程起到促进作用,风速为2.0～4.0 m/s的偏北风将北方颗粒物运输至江淮地区,且主要为高空传输。     

城市混浊岛效应的试验观测

作者在济南市进行了两次太阳辐射强度的流动观测．对观测资料的分析表明：城市混浊岛效应强烈：不仅市区的混浊度远高于郊区，而且由于受“城市尾羽层”的影响，其下风向郊区的混浊度虽低于市区但高于上风向郊区；市区内不同功能区混浊程度不同，以工业区最甚；混浊度的空间变化形式与城市功能区的布局及气象条件密切相关．     

基于国家站和平原风电场的风能参数变化分析——以河南省商丘市为例

为了科学准确的应用风能资源,以河南省商丘市为例,基于商丘市8个国家气象站1961—2021年气象资料和民权风电场2018—2020年10～150 m的8个高度层实测数据等资料,利用气候趋势分析、相关分析和风能资源评估等方法,研究商丘市近61年气象要素变化特征以及风能参数变化分析.结果表明：商丘市年平均风速2.4 m/s,季平均风速春季>冬季>夏季>秋季,月平均风速4月最大,9月最小,各站点年平均风速差异不大.商丘市年最多风向以北风和南东南风最多,春季和夏季以南东南风最多,秋季和冬季以北风和东北东风最多,四季均以西风最少,3—7月偏南风最多,8月到翌年2月偏北风最多.平均风速与各气象要素之间呈显著的相关性,民权站与风电场周边4个区域站的平均风速存在显著的正相关关系.民权风电场10～150 m高度平均风速范围1.59～5.51 m/s,平均风功率密度范围9.01～209.96 W/m²,各高度主风向及次风向基本一致,主导风向分布集中.     

山地风电场稳态输出评估方法研究

由于山体地形的特殊性,加之风电机组间存在相互遮挡,在风速和风向变化时山地风电场的稳态输出波动较大,无法充分利用风能。针对以上问题提出一种山地风电场稳态输出评估方法,该方法首先分别构建了计及尾流效应的山体地形风速模型、风电机组的输出功率模型和随机风向模型。在此基础上,结合ArcGIS开发了一套风电场稳态输出评估系统。通过该系统分析了风速和风向变化对山地风电场稳态输出的影响,找出了最佳风向角和最佳风速范围,从而为山地风电场风电机组的最优布局和提高风电场的风能利用率提供了理论指导。     

基于长期实测数据的西北地区风力发电场风速风向联合概率分布分析

为更准确地研究风力发电结构在风荷载下的结构响应,基于甘肃气象局提供的1981-2017年甘肃六地风速风向实测数据,对各地区的风速风向联合概率进行分析.抽取每天的最大极值风速及其对应风向为极值样本,统计分析得到各地区风速风向联合分布.将Gumbel,Frechet和Weibull分布函数线性化的基础上,利用最小二乘法拟合各分布函数参数,根据参数拟合结果推算各地区10,50和100年重现期的极值风速,并和各地区最大基本风速规范建议值进行对比.研究结果表明,考虑风速风向概率影响的基本风速更加符合实际情况,最大基本风速规范建议值偏于保守.