【《风环境研究现状文献综述》3400字】

风环境研究现状文献综述对于风环境研究，山区与平原地区风特性存在显著的差异。不同的峡谷所形成的风场又不一样。对于复杂地形的峡谷风特性研究，需要进一步完善，为后续设计和数值模拟提供依据，就要用到三种方法：现场实测、数值模拟、风洞试验。从20世纪70年代开始逐渐兴起关于山区风特性的研究REF_Ref69479609\r\h[11]，近30年内受到风洞实验、现场实测和数值模拟研究推动而迅速发展REF_Ref69996150\r\h[12-15]。下面对目前的复杂地形风特性研究现状、边界层风洞实验研究现状进行总结分析。复杂地形风环境NaessREF_Ref69479673\r\h[16]REF_Ref69479673\r\h对陡峭山体进行分析，阐述了复杂地形条件下结构受到风荷载的影响最终毁坏的过程。Kondo团队REF_Ref69479697\r\h[17]进行了风洞试验，研究了不同角度的山坡风速，发现山坡处未产生明显加速现象。Carpenter和LockREF_Ref69479730\r\h[18]等人测量了山区地形下的风场数据，发现指数规律不完全符合。HuntREF_Ref11976129\r\h[19]详细研究了山体的流场特性，得到了山体风场分布和发现了加速效应的规律。MILLARREF_Ref69479776\r\h[20]研究了山顶风速加速效应，以及多重山脉干扰效应作用下的风场特性；KIMREF_Ref69479847\r\h[21]模拟了当空气绕过山体流动时形成的风环境，同时对比实测结果，两者结果吻合较好；UCHIDAREF_Ref69480008\r\h[22]研究了复杂地形中的空气流动规律，探讨了复杂地形对风特性的影响，并得到了该区域内平均风速与脉动风速的分布情况。陈万隆REF_Ref69480189\r\h[23]通过现场实测，讨论了峡谷对风速风向影响的狭管效应;庞加斌，宋锦忠，林志兴REF_Ref69480224\r\h[24]的研究结果发现，山区峡谷风速主要受峡谷风，越山风和遮挡风的影响；张玥，胡兆同，刘健新REF_Ref69480238\r\h[25]根据现场实测，发现山体背风面与平原交界处存在比较大的竖向漩涡，漩涡内部较低位置处的风速比较高位置处的风速值大；朱乐东，任鹏杰，陈伟REF_Ref69480255\r\h[26]等通过坝陵河大桥的现场实测研究，指出峡谷中的风剖面具有指数规律；陈政清，李春光，张志田REF_Ref69480270\r\h[27]等研究了山区峡谷风对桥梁结构抗风设计的影响，根据谷口前的梯度风速，提出了计算桥梁设计风速的方法；徐洪涛，何勇，廖海黎REF_Ref69480285\r\hREF_Ref69480285\r\h[28]等通过坝陵河大桥实际地形的风洞试验，进一步研究了峡谷效应和峡谷中风剖面的不均匀性；王凯，廖海黎，李明水REF_Ref69480300\r\h[29]等通过气象学分析法和虚拟气象站法，提出了一种确定峡谷中桥梁设计基准风速的经验公式。李永乐，蔡宪棠，唐康REF_Ref69480328\r\h[30]等用数值模拟的方法研究了桥梁紧邻高陡山体时，高陡山体对桥位区风场的影响及深切峡谷中风场的分布规律；李永乐，胡朋，蔡宪棠REF_Ref69480363\r\h[31]等通过调整模型中的参数，对大气边界层的自保持问题进行了研究，通过数值模拟进行改进。蔡向阳REF_Ref69480400\r\hREF_Ref69480400\r\h[32]等对湖南赤石大桥的风特性进行了现场实测，对桥轴线方向的测点风速、风向及湍流度等参数进行了研究。何如REF_Ref69480411\r\hREF_Ref69480411\r\h[33]等统计了广西跨海大桥桥位区近一年的风环境实测数据，研究了桥梁处平均风场和湍流度特征，给出了设计风速公式，研究了广西跨海大桥的风特性参数。丁冬REF_Ref69480430\r\hREF_Ref69480430\r\h[34]对赤石大桥进行了风洞试验，进行了现场实测并数值模拟，验证了风特性参数。唐金旺REF_Ref69480441\r\hREF_Ref69480441\r\h[35]对喇叭口地形进行风洞试验，得出了喇叭口地形风场分布规律和影响风速的因素。辛亚兵REF_Ref69480449\r\h[36]等在桥面安装三维和二维风速仪，通过小波法得到非平稳时变风速，研究了风样本，得到了顺桥向的紊流风特性和平均风特性，研究了山区地形斜拉桥沿桥向的风特性变化。高亮REF_Ref69480458\r\h[37]等分析三处强风地区，通过现场实测进行分析，得出强风区域的风特性。于涛REF_Ref69480467\r\hREF_Ref69480467\r\h[38]利用matlab编译风场，并结合UDF程序来进行数值模拟。袁源REF_Ref69480478\r\h[39]利用计算流体动力学软件fluent模拟了三个不同高度的连续梁桥的流场，分析了不同高度的流场分布情况，改变梁桥高度得到三分力系数与截面高度的关系。于丽波REF_Ref69480488\r\h[40]利用CFD方法，对超高层三塔连体建筑进行了在不同风向角情况下的数值模拟。沈炼REF_Ref69480498\r\h[41]等对山区峡谷风场进行了数值模拟，研究了在山区峡谷风场中，数值模拟过程如何合理给定入口边界的难题。张胜利REF_Ref69480509\r\h[42]等基于深切峡谷地形，利用CFD数值计算方法，研究了清水河大桥桥位的风参数，分析了峡谷地形影响下的风参数变化规律，得出可以忽略来流风向角的效应。李磊REF_Ref69480518\r\h[43]等利用CFD模拟陡峭山体的风场，研究了边界条件设置方法。于舰涵、李明水REF_Ref69480527\r\h[44]等已山区大跨桥梁为背景，利用FLUENT对桥址区风场进行数值模拟，发现风速风向联合分布和地形效应会对设计风速产生影响并结合研究成果确定了山区桥梁设计风速的流程，为山区桥梁设计风速的确定提供了依据，更加具有实用性。于舰涵、李明水REF_Ref69480542\r\h[45]等同时利用试验数据验证模拟方法可靠性，得到了山区地形会影响顺桥向和逆桥向的风速和平均风速剖面，分析了峡谷效应产生的风速放大系数。姚剑锋REF_Ref69480556\r\h[46]等利用CFD对峡谷地形进行了风场模拟计算，研究了峡谷不同山底间距对风速加速效应的影响。冯林REF_Ref69480564\r\h[47]等研究山区深切峡谷大跨桥梁，对比不同山地地形坡度对地形风速的影响并提出建筑选址的建议。洪新民REF_Ref69480575\r\h[48]等利用地形模型对山谷风场进行模拟研究，分析峡谷外形对峡谷风参数的影响，根据峡谷外形提出风速放大系数的相关公式。洪凡REF_Ref69480588\r\h[49]通过对比山区U型、V型峡谷，研究高度、夹脚、宽度这三个参数对峡谷风特性的影响，并分析两种典型峡谷风特性的分布规律和差异，为山区典型地形大跨桥梁抗风设计提供参考。大气边界层模拟大气边界层的模拟需要通过实验不断地摸索，通过布置湍流发生装置来模拟合适的大气边界层流场。现阶段风洞大气边界层模拟主要采用被动模拟。被动模拟方法是利用被动装置（如格栅、尖劈、粗糙元等）对来流截面产生阻塞作用。常用的被动模拟方法有格栅法，尖劈+粗糙元方法。格栅法用平板组装成旋涡发生器，通过调节各平板的宽度和间距来获得所需的紊流度和紊流积分尺度。由IrwinREF_Ref69480607\r\h[50]提出的采用尖劈+粗糙元的被动模拟方式模拟大气边界层是现在常用的大气边界层模拟方法。该方法可准确模拟风谱、平均风速剖面、紊流度剖面等紊流特征。图1-2分别为平板格栅、尖劈+粗糙元的被动模拟技术。图1-2尖劈+粗糙元（左）、平板格栅（右）Campbell和StandenREF_Ref69480618\r\hREF_Ref19858612\r\h[51]发现了在风洞中运用尖劈列阵会生成比较厚的湍流层。Irwin指出了Campbell和Standen设计尖劈时出现的误差，按照动量平衡，重新设计了尖劈，得出了可用于尖劈设计的简单公式。黄鹏REF_Ref69480631\r\h[52]等在同济大学TJ-2风洞中利用尖劈、粗糙元模拟出了规范中A、B、C三类流场，同时通过增加挡板模拟出了湍流度高的D类流场。石碧青REF_Ref69480640\r\h[53]等采用曲形梯形尖劈，提高了中上部的湍流度，通过调整粗糙元和挡板，改变下部湍流度并模拟出了D类地貌流场。李惠君REF_Ref69480652\r\h[54]采用了Irwin尖劈公式，根据试验的结果建立了一个新的零平面位移的数学模型。庞加斌REF_Ref69480660\r\h[55]等参考Irwin尖劈设计公式，布置了边界层模拟装置，发现了尖劈的迎风版会导致来流产生涡旋，粗糙元可以调整近地面的湍流度。辛金超REF_Ref69480671\r\h[56]探讨了尖劈的形状对风剖面的发展的影响，尖劈之间的间距会影响湍流度的大小。综上所述，风洞边界层的被动模拟可以很好的模拟风速剖面、湍流强度剖面，在风洞内能够短时间调试出合适的地形边界层流场，但是其湍流积分尺度和脉动风速功率谱研究还需要进一步的发展。参考文献公路桥梁抗风设计规范(JTG/TD60-01-2018)[S].北京：中华人民共和国交通部发，2004.罗云.CFD方法在边界层风洞流场模拟中的应用研究[D].同济大学硕士学位论文,2003.徐洪涛.山区峡谷风参数参数及大跨度析于梁桥风致振动研究[D].西南交通大学博士学位论文,2009.李加武等.三水河特大桥抗风试验研究[R].西安:长安大学风洞实验室,2009.JohnD.Holmes,SeifuBekele.WindLoadingofStructures[M].CRCPress:2020-12-08.FlayR.G.J,StevensonD.C.Integrallengthscalesinstrongwindsbelow20m[J].Elsevier,1988,28(1-3).DavenportA.G.Therelationshipofreliabilitytowindloading[J].Elsevier,1983,13(1-3).靖洪淼,廖海黎,周强,马存明.一种山区峡谷桥址区风场特性数值模拟方法[J].振动与冲击,2019,38(16):200-207.李永乐,遆子龙,汪斌,廖海黎.山区Y形河口附近桥址区地形风特性数值模拟研究[J].西南交通大学学报,2016,51(02):341-348.丁海平.峡谷平均风空间分布特性研究[D].西南交通大学,2015.庞加斌.沿海和山区强风特性的观测分析与风洞模拟研究[D].同济大学,2006.BullardJE,WiggsGFS,NashDJ.Experimentalstudyofwinddirectionalvariabilityinthevicinityofamodelvalley[J].Geomorphology,2000,35(1).黄铭枫,徐卿,吴承卉,楼文娟.基于实测数据的香港K11大楼台风风场模拟与风振分析[J].建筑结构学报,2016,37(12):1-9.AndersenOddJan,LøvsethJørgen.Galeforcemaritimewind.TheFrøyadatabase.Part1:Sitesandinstrumentation.Reviewofthedatabase[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,1995,57(1).TakahashiT,OhtsuT,YassinMF,KatoS,MurakamiS.Turbulencecharacteristicsofwindoverahillwitharoughsurface[J].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