基于數(shù)值模擬系統(tǒng)的臺風渦結(jié)構(gòu)模擬.pdf

1、我國東南沿海地區(qū)是世界上遭受臺風災(zāi)害最嚴重的地區(qū)之一。根據(jù)統(tǒng)計資料，在1983～2006年間，每年死于臺風的人數(shù)約472人，臺風造成的年平均直接經(jīng)濟損失隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展迅速增長。隨著近年來沿海地區(qū)的城市化速度加快、人口增長及社會財富密集度快速增長，大大增加了該地區(qū)建筑物在臺風條件下災(zāi)害易損性與災(zāi)害鏈的易發(fā)性。近幾十年來，土木工程研究人員建立了土木工程適用的臺風風場模型，而且其中一些風場模型也對臺風風場給出了較好的模擬；同時，在臺風近地

2、面風特性觀測方面，研究人員也做了大量工作。但是，臺風模型中還存在臺風氣壓場參數(shù)的確定、大氣邊界層臺風模型和臺風衰減模型等一些基本問題，臺風隨不同地面粗糙度的梯度變化特征也沒有得到系統(tǒng)的研究和解決，這就使得臺風影響區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的風荷載作用無法合理準確地確定。隨著計算機技術(shù)和風洞試驗技術(shù)的發(fā)展，如何利用數(shù)值方法和風洞試驗方法對作用于結(jié)構(gòu)物的臺風荷載進行研究也成為一個可行的選擇。本文的目的就是利用CFD對在風洞實驗室中物理地模擬臺風渦結(jié)構(gòu)的可行

3、性進行研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對龍卷風和臺風結(jié)構(gòu)及其動力學特點進行了分析和比較，并對龍卷風模擬系統(tǒng)----Ward型模擬系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理進行了研究；然后，從臺風的結(jié)構(gòu)形態(tài)特點和形成機理方面入手，在Ward型模擬系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立了用于模擬臺風渦的數(shù)值模型----臺風渦模擬系統(tǒng)。⑵在已建立的臺風渦模擬系統(tǒng)的數(shù)值模型基礎(chǔ)上，通過調(diào)整數(shù)值模型的幾何尺寸，建立了兩個模型并對模擬得到的渦結(jié)構(gòu)和速度場進行了分析。結(jié)果表明：模擬