基于近地觀測的臺風陣風因子研究.pdf

1、我國東南沿海常年受到臺風侵襲，臺風的強致災性給該地區(qū)造成巨大經(jīng)濟財產(chǎn)損失的同時也對建筑結(jié)構(gòu)的抗風安全性提出了更高要求。陣風因子表征了自然風的脈動強弱，是建筑結(jié)構(gòu)抗風設(shè)計的重要參量。本文基于臺風場實測資料對陣風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方面：
　　搭建了一套可移動式臺風近地層風場特性實測網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)由8個2.5米高的近地測風塔構(gòu)成，具有安置靈活、使用高效的特點，可實現(xiàn)臺風近地層風場的空間多點同步觀

2、測。利用該實測網(wǎng)絡(luò)開展了一次近地常態(tài)風觀測實驗，對實測資料進行了風場特征分析，主要包括湍流積分尺度、脈動風速譜、相關(guān)系數(shù)、相干函數(shù)等。
　　從脈動風的空間相關(guān)性出發(fā)，提出了一種考慮平均風速和結(jié)構(gòu)尺寸效應的陣風因子確定方法。首先基于滑動平均濾波與氣動導納等效原則建立了陣風時距的合理確定方法，并通過對比分析5種常用的氣動導納函數(shù)，獲得了等效陣風時距計算公式。然后針對實測脈動風較強的非高斯特征，推導了非高斯過程（包含硬化高斯過程和軟化高

3、斯過程）的陣風因子理論模型，并利用實測數(shù)據(jù)對該模型準確性進行了檢驗。最后將上述陣風因子理論模型用于實測陣風因子修正，利用2006-2008年間影響我國的三次臺風過程實測資料，給出了A、B兩類場地經(jīng)修正后的陣風因子曲線，從而建立了合理確定陣風因子的完整流程。
　　為探究實測臺風場中部分較大陣風因子值的合理性及其形成機理，從375個臺風場實測樣本中選取了8個陣風因子值異常偏大的非常態(tài)樣本以及1個極端異常樣本進行了系統(tǒng)研究。首先針對樣本