臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)下低矮房屋風(fēng)特性的實(shí)測(cè)與風(fēng)洞試驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)處于世界上受臺(tái)風(fēng)影響最頻繁且最嚴(yán)重的西太平洋海岸，每年由于風(fēng)災(zāi)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(dǎo)致臺(tái)風(fēng)災(zāi)害中人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的主要因素之一。因此，開(kāi)展臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)下低矮房屋風(fēng)載特性的研究顯得極為重要。本文采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與風(fēng)洞試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)下低矮房屋的風(fēng)載特性進(jìn)行了深入研究。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)基于平坡屋面臺(tái)風(fēng)實(shí)測(cè)房系統(tǒng)，對(duì)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“尤特”進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，獲得了其登陸過(guò)程的實(shí)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向

2、和風(fēng)壓數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，得到近地風(fēng)場(chǎng)平均風(fēng)速、平均風(fēng)向、湍流強(qiáng)度、陣風(fēng)因子、湍流積分尺度及脈動(dòng)風(fēng)速功率譜等風(fēng)特性，并分析了陣風(fēng)因子與湍流強(qiáng)度之間的相關(guān)性。通過(guò)對(duì)屋面風(fēng)壓實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，得出了屋面風(fēng)壓的分布規(guī)律，并進(jìn)一步探討了風(fēng)壓系數(shù)的非高斯性。結(jié)果表明:陣風(fēng)因子與湍流強(qiáng)度呈正相關(guān)，Karman譜與實(shí)測(cè)風(fēng)速譜最為吻合;斜風(fēng)向作用時(shí)屋檐角部區(qū)域?qū)⑿纬奢^大的局部風(fēng)壓，風(fēng)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(tái)風(fēng)實(shí)測(cè)房系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)獲得了強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“溫比亞”登陸過(guò)程的實(shí)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向和風(fēng)壓數(shù)據(jù)?；趯?shí)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到“溫比亞”登陸過(guò)程中近地風(fēng)場(chǎng)的平均風(fēng)速和風(fēng)向以及對(duì)應(yīng)的湍流參數(shù)如湍流強(qiáng)度、陣風(fēng)因子、湍流積分尺度及風(fēng)速譜等。研究了雙坡屋面的風(fēng)壓分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:在斜風(fēng)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(fēng)壓和峰值負(fù)壓;風(fēng)壓系數(shù)和峰值因子概率分布明顯偏離對(duì)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(kāi)展了縮尺比為1∶20的平坡屋面模型和雙坡屋面模型的風(fēng)洞測(cè)壓試驗(yàn)，研究分析了兩種模型的表面風(fēng)壓特性。將風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比研究分析，并且探討了不同地貌特征對(duì)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果的影響。研究結(jié)果表明:風(fēng)壓系數(shù)隨地貌粗糙程度的增大而增大;斜風(fēng)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(fù)壓，與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比得知，風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)低估了受氣流分離和錐形漩渦影響的角部區(qū)域的峰值