風(fēng)工程概論第03講：.ppt

1、風(fēng)工程概論第三講：大氣邊界層風(fēng)基本特性,主講人：馬文勇,幾本電子版的相關(guān)教材,請(qǐng)需要的同學(xué)，下課后拷貝！ 未帶存儲(chǔ)設(shè)備的請(qǐng)發(fā)郵件索??！,難道您的到來僅僅只意味著學(xué)習(xí)嗎？,感謝大家再次到來,美好回憶,地球大氣層,地球大氣層,對(duì)流層,大氣邊界層定義,大氣邊界層風(fēng)基本特性,大氣邊界層：地球表面對(duì)運(yùn)動(dòng)空氣施加水平阻力，使氣流減慢，湍流的摻混使這種影響擴(kuò)展到稱為大氣邊界層的整個(gè)區(qū)域。對(duì)于中性分層流動(dòng)，大氣邊界層的厚度通常從幾百米到幾公里。邊界層內(nèi)的風(fēng)速隨高度而增大，邊界層定的風(fēng)速值常成為梯度風(fēng)速。邊界層外，即自由大氣中風(fēng)基本上沿等壓線以梯度風(fēng)速流動(dòng)。, 地面阻滯的影響 氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、離心力和摩

2、擦力。 風(fēng)速與等壓線存在夾角、梯度風(fēng)與等壓線同向。 除非結(jié)構(gòu)特別高或者對(duì)風(fēng)向特敏感，,大氣邊界層風(fēng)剖面,大氣邊界層風(fēng)基本特性,大氣邊界層風(fēng)剖面,大氣邊界層風(fēng)基本特性, 邊界層內(nèi)的風(fēng)速隨高度而增大,大氣邊界層風(fēng)剖面,大氣邊界層風(fēng)基本特性, 對(duì)數(shù)率,k: 馮卡門常數(shù)，一般取0.4 Zd: 零平面位移，該位移可理解為零風(fēng)速高度與粗糙高度之差，對(duì)于城市地貌,為城市建筑物平均高度,大氣邊界層風(fēng)剖面,大氣邊界層風(fēng)基本特性, 指數(shù)率,a ：地面粗糙度指數(shù) U(z)：z高度處風(fēng)速 z： 高度 zr： 參考高度 Ug：梯度風(fēng)速 Hg：梯度風(fēng)高度,大氣邊界層風(fēng)剖面,大氣邊界層風(fēng)基本特性, 指數(shù)率與對(duì)數(shù)率相比更簡(jiǎn)單

3、，且計(jì)算精度差別不大，因此很多國家規(guī)范均采用指數(shù)率來描述大氣邊界層內(nèi)平均風(fēng)速隨高度的變化！,我國建筑荷載規(guī)范采用指數(shù)率描述平均風(fēng)剖面,大氣邊界層風(fēng)剖面,大氣邊界層風(fēng)基本特性,我國規(guī)范對(duì)地貌粗糙度的分類,大氣邊界層風(fēng)剖面,大氣邊界層風(fēng)基本特性,不同地貌粗糙度類別的換算,大氣邊界層風(fēng)剖面,大氣邊界層風(fēng)基本特性,不同地貌粗糙度類別的換算,大氣邊界層風(fēng)剖面,大氣邊界層風(fēng)基本特性,兩種函數(shù)的對(duì)比,大氣邊界層風(fēng)剖面,大氣邊界層風(fēng)基本特性,兩種函數(shù)的對(duì)比,基本風(fēng)壓的概念,大氣邊界層風(fēng)基本特性, 空曠平坦地面上 離地10m高度上 50年一遇平均最大風(fēng)速,基本風(fēng)壓的概念,大氣邊界層風(fēng)基本特性,風(fēng)場(chǎng)換算舉例：石家

4、莊北國商城附近為例,大氣邊界層風(fēng)基本特性,風(fēng)場(chǎng)換算舉例：石家莊北國商城附近為例,大氣邊界層風(fēng)基本特性, 第一步：確定石家莊基本風(fēng)壓（查閱規(guī)范） 第二步：確定目標(biāo)地區(qū)地貌類別（實(shí)地考察或者專家建議） 第三步：根據(jù)梯度風(fēng)速相等原則，換算目標(biāo)地區(qū)風(fēng)速。 ,已知石家莊地區(qū)基本風(fēng)壓為：0.35kpa（50年一遇），石家莊北國商城附近擬建一高度為200m的高層建筑，該地區(qū)地貌類型為C類，計(jì)算該高層建筑頂部50年一遇最大風(fēng)速,特殊地形處理：地形條件修正,大氣邊界層風(fēng)基本特性,當(dāng)結(jié)構(gòu)位于上坡、峽谷等特殊地形時(shí)，需要對(duì)風(fēng)剖面進(jìn)行修正。我國規(guī)范是通過修正風(fēng)壓高度變化系數(shù)完成的。,紊流特性,大氣邊界層風(fēng)基本特性,由

5、于空氣經(jīng)過地面植被、地形以及各種建筑物和構(gòu)筑物的遮擋，風(fēng)中包含有大量的紊流成分，因此紊流特性大氣邊界層風(fēng)最主要的特性之一。 難道你不曾體驗(yàn)到風(fēng)時(shí)大時(shí)小的特征嗎？,紊流特性,大氣邊界層風(fēng)基本特性,可能吸煙唯一的好處就是可以觀測(cè)空氣流動(dòng)的紊流效應(yīng)！,強(qiáng)烈建議： 如果你不是流體力學(xué)專家請(qǐng)不要隨便點(diǎn)煙！,紊流特性,大氣邊界層風(fēng)基本特性,紊流特性,大氣邊界層風(fēng)基本特性,紊流特性描述：紊流度,大氣邊界層風(fēng)基本特性,規(guī)范中的紊流度剖面,大氣邊界層風(fēng)基本特性,風(fēng)荷載中的頻率成分,大氣邊界層風(fēng)基本特性,風(fēng)荷載中的頻率成分,大氣邊界層風(fēng)基本特性,湍流特性描述脈動(dòng)風(fēng)速譜,大氣邊界層風(fēng)基本特性,湍流特性描述脈動(dòng)風(fēng)速譜,大氣邊界層風(fēng)基本特性,湍流特性描述脈動(dòng)風(fēng)速譜,大氣邊界層風(fēng)基本特性,湍流特性描述脈動(dòng)風(fēng)速譜,大氣邊界層風(fēng)基本特性,湍流特性描述脈動(dòng)風(fēng)速譜,大氣邊界層風(fēng)基本特性,湍流特性描述脈動(dòng)風(fēng)速譜,大氣邊界層風(fēng)基本特性,湍流特性描述脈動(dòng)風(fēng)速譜,大氣邊界層風(fēng)基本特性,湍流特性描述脈動(dòng)風(fēng)速譜,大氣邊界層風(fēng)基本特性,順風(fēng)向風(fēng)譜,橫風(fēng)向風(fēng)譜,湍流特性描述紊流積分尺度,大氣邊界層風(fēng)基本特性,湍流特性描述紊流積分尺度,大氣邊界層風(fēng)基本特性,基本描述參數(shù),大氣邊界層風(fēng)基本特性, 風(fēng)剖面：平均風(fēng)速沿高度的變化。梯度風(fēng)速、梯度風(fēng)高度。, 紊流度：風(fēng)速脈動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差與平均風(fēng)速的比值。反映風(fēng)速的波動(dòng)