典型山地风场三维效应大涡模拟研究

摘要

山地风场研究对于山区建筑物以及构筑物抗风设计至关重要。以余弦型山丘模型为对象,采用大涡模拟方法,研究典型山地风场三维效应。在通过二维模型大涡模拟与文献试验结果对比的基础上,进行三维模型大涡模拟,详细比较两种模型风场特性,时均瞬态流场演化规律;将数值模拟所得地形加速效应与不同国家规范进行对比。结果表明:该文数值方法可有效模拟山地风场平均脉动风特性;相同坡度下,二维和三维模型平均脉动风场变化规律总体相同;地形加速效应在迎风面变化规律基本相同;二维模型加速效应在迎风面和山顶位置偏大,背风面靠近地面处明显小于三维模型;两种模型均在山顶位置发生流动分离;背风面两模型均有复杂漩涡脱落及再附现象,其中二维模型以大尺度涡为主,三维模型以小尺度涡为主,这是由于三维模型顶部脱落漩涡受到山体两侧绕流脱落旋涡撞击和混合所致,使得三维模型在背风面漩涡脱落频率更丰富,能量更为分散,涡脱轨迹更为复杂。