基于近地觀測的臺風(fēng)陣風(fēng)因子研究.pdf

1、我國東南沿海常年受到臺風(fēng)侵襲，臺風(fēng)的強致災(zāi)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(fēng)安全性提出了更高要求。陣風(fēng)因子表征了自然風(fēng)的脈動強弱，是建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計的重要參量。本文基于臺風(fēng)場實測資料對陣風(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方面：
　　搭建了一套可移動式臺風(fēng)近地層風(fēng)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(fēng)塔構(gòu)成，具有安置靈活、使用高效的特點，可實現(xiàn)臺風(fēng)近地層風(fēng)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(fēng)觀測實驗，對實測資料進行了風(fēng)場特征分析，主要包括湍流積分尺度、脈動風(fēng)速譜、相關(guān)系數(shù)、相干函數(shù)等。
　　從脈動風(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。首先基于滑動平均濾波與氣動導(dǎo)納等效原則建立了陣風(fēng)時距的合理確定方法，并通過對比分析5種常用的氣動導(dǎo)納函數(shù)，獲得了等效陣風(fēng)時距計算公式。然后針對實測脈動風(fēng)較強的非高斯特征，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，并利用實測數(shù)據(jù)對該模型準(zhǔn)確性進行了檢驗。最后將上述陣風(fēng)因子理論模型用于實測陣風(fēng)因子修正，利用2006-2008年間影響我國的三次臺風(fēng)過程實測資料，給出了A、B兩類場地經(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。
　　為探究實測臺風(fēng)場中部分較大陣風(fēng)因子值的合理性及其形成機理，從375個臺風(fēng)場實測樣本中選取了8個陣風(fēng)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