基于近地觀測(cè)的臺(tái)風(fēng)陣風(fēng)因子研究.pdf

1、我國東南沿海常年受到臺(tái)風(fēng)侵襲，臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)致災(zāi)性給該地區(qū)造成巨大經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失的同時(shí)也對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)安全性提出了更高要求。陣風(fēng)因子表征了自然風(fēng)的脈動(dòng)強(qiáng)弱，是建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的重要參量。本文基于臺(tái)風(fēng)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料對(duì)陣風(fēng)因子的取值及其影響因素展開了系統(tǒng)研究，主要內(nèi)容可概括為以下三個(gè)方面：
　　搭建了一套可移動(dòng)式臺(tái)風(fēng)近地層風(fēng)場(chǎng)特性實(shí)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)由8個(gè)2.5米高的近地測(cè)風(fēng)塔構(gòu)成，具有安置靈活、使用高效的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)臺(tái)風(fēng)近地層風(fēng)場(chǎng)的空間多點(diǎn)同步觀

2、測(cè)。利用該實(shí)測(cè)網(wǎng)絡(luò)開展了一次近地常態(tài)風(fēng)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行了風(fēng)場(chǎng)特征分析，主要包括湍流積分尺度、脈動(dòng)風(fēng)速譜、相關(guān)系數(shù)、相干函數(shù)等。
　　從脈動(dòng)風(fēng)的空間相關(guān)性出發(fā)，提出了一種考慮平均風(fēng)速和結(jié)構(gòu)尺寸效應(yīng)的陣風(fēng)因子確定方法。首先基于滑動(dòng)平均濾波與氣動(dòng)導(dǎo)納等效原則建立了陣風(fēng)時(shí)距的合理確定方法，并通過對(duì)比分析5種常用的氣動(dòng)導(dǎo)納函數(shù)，獲得了等效陣風(fēng)時(shí)距計(jì)算公式。然后針對(duì)實(shí)測(cè)脈動(dòng)風(fēng)較強(qiáng)的非高斯特征，推導(dǎo)了非高斯過程（包含硬化高斯過程和軟化高

3、斯過程）的陣風(fēng)因子理論模型，并利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)該模型準(zhǔn)確性進(jìn)行了檢驗(yàn)。最后將上述陣風(fēng)因子理論模型用于實(shí)測(cè)陣風(fēng)因子修正，利用2006-2008年間影響我國的三次臺(tái)風(fēng)過程實(shí)測(cè)資料，給出了A、B兩類場(chǎng)地經(jīng)修正后的陣風(fēng)因子曲線，從而建立了合理確定陣風(fēng)因子的完整流程。
　　為探究實(shí)測(cè)臺(tái)風(fēng)場(chǎng)中部分較大陣風(fēng)因子值的合理性及其形成機(jī)理，從375個(gè)臺(tái)風(fēng)場(chǎng)實(shí)測(cè)樣本中選取了8個(gè)陣風(fēng)因子值異常偏大的非常態(tài)樣本以及1個(gè)極端異常樣本進(jìn)行了系統(tǒng)研究。首先針對(duì)樣本