实测下击暴流风场特性分析

目前下击暴流风场特性的研究大多是围绕风速模型和部分风场特性展开,较少涉及风场特性与平均风速之间的关系、不同风场特性之间的相关性以及与大地边界层近地风特性的比较研究.基于下击暴流实测风速数据,运用滑移平均法提取下击暴流的时变平均风速,进而获得脉动风速.在此基础上,研究下击暴流的紊流度、紊流积分尺度和阵风因子的特性,并分析...     

猫头型输电杆塔下击暴流风荷载模拟研究

研究了猫头型输电杆塔下击暴流风荷载模型。首先采用确定性-随机性模型,将下击暴流风速视为确定性时变平均风速和调制随机非平稳脉动风速的组合。采用Oseguera模型建立了下击暴流平均风速模型,进一步的假定下击暴流脉动风服从高斯分布,将其表示为幅值调制函数和高斯随机过程的乘积。在此基础上采用谐波叠加法模拟了下击暴流风荷载,通过引入FFT变换可以极大地提高数值模拟的效率。以南方某实际猫头型输电杆塔为工程背景,研究了其下击暴流风荷载的特点和规律。结果表明:下击暴流近地面风场中风速随着高度的增加而增大。下击暴流的风速与距风暴中心的距离相关,测点位置距下击暴流风速的径向距离越大,下击暴流强度越小。输电线路的下击暴流风荷载强度显著,将对结构体系的服役安全造成较大威胁,因此应充分考虑下击暴流所引起的灾变效应。     

建筑结构抗下击暴流研究综述

介绍国内外对建筑结构抗下击暴流研究的主要科研成果, 从现场实测、解析模型、数值模拟、风洞试验和结构的风振响应分析5个方面展开论述, 关注与人民生产生活息息相关的各类建筑结构, 系统总结现阶段国内外对结构抗下击暴流的研究进展和存在的问题。对建筑结构抗下击暴流的研究方向进行了展望。     

下击暴流作用下输电导线的动力响应研究

通过采用Oseguera模型,建立下击暴流的风速模型,同时建立基于三节点索单元的输电导线非线性有限元分析模型。在此基础上以某实际大垂度输电导线为工程背景,采用Newmark-β法研究了输电导线的下击暴流风致响应的的特点和规律。结果表明:在下击暴流风荷载作用下输电导线的动力响应非常显著,输电导线的下击暴流风致效应主要由纵向风荷载控制,其纵向荷载作用所引起的结构动力响应占据了结构总响应的绝大部分。     

考虑损伤的输电塔下击暴流作用下的结构安全评定模型

输电塔为高耸结构,具有柔度大、阻尼小的特点,对风载荷非常敏感,易发生振动疲劳损伤和极端条件下的倒塌破坏。因输电塔在下击暴流作用下的倒塌事故近年来屡见不鲜,故对在役输电塔结构进行下击暴流作用下的安全评定显得非常重要。根据已有的资料归纳出下击暴流的风暴特征,并从风工程的角度确定了下击暴流的风载荷值。为了模拟输电塔在役状态,分别对其可能出现的螺栓脱落、拉杆塑性疲劳断裂、压杆失稳3种损伤进行了ANSYS有限元分析,进而得出考虑损伤的输电塔有限元模型,为输电塔安全性研究提供参考。     

下击暴流作用下低矮建筑风荷载大涡模拟

采用大涡模拟方法,研究非稳态雷暴风作用下低矮建筑的风荷载特征,分析下击暴流的不同发展阶段中建筑物所在的径向位置、屋面坡度和风向角等参数对建筑风荷载的影响. 结果表明：下击暴流各发展阶段风荷载效应差异显著,当气流冲击地面后形成的首个环形涡掠过建筑时,建筑表面风荷载最大;当建筑物处于不同径向位置时,环涡经过建筑物形成的瞬态风压与同样位置处稳态射流作用下的风压差异较大;屋面坡度对迎风面风压系数分布影响较小,但对迎风侧屋面风压系数分布的影响非常显著,随着屋面坡度的增大,迎风屋面风压系数由负值逐渐变为正值;建筑物迎风前沿角部区域的风压系数受风向角的影响较为明显,在所测试的工况中,风向角为45°时影响最为显著.     

下击暴流风荷载的数值模拟

下击暴流是危害输电塔等高耸结构安全的主要强风荷载.由于目前缺乏实测的下击暴流相关数据及其统计特性,因此在前人基础上探讨了下击暴流强风荷载的数值模拟方法 .在将下击暴流分解为一个确定的时变平均成分和一个调制非平稳的脉动成分的前提下,研究了平均成分的特点和模拟方法,并采用引入FFT变换的改进的谐波叠加法来模拟调制非平稳的脉动成分.最后模拟了作用在某输电塔结构上的下击暴流荷载时程.     

一次降水过程多普勒雷达资料分析

利用多普勒天气雷达资料,结合宁夏精细化预报产品,对2003年9月5日的一场降水过程进行了雷达气象学和中小尺度天气学分析,得到了一些初步结果,分析表明：多普勒雷达降水回波强度变化、降水回波总面积、强回波面积与降水过程相吻合,多普勒速度场、回波顶高、垂直累积液态含水量、对应的上升气流以及温度平流对这次降水具有预报指示意义。     

非线性风切变信号处理与控制算法研究

针对微下击暴流风切变会对飞行器造成严重危害的情况,分析了微下击暴流风切变的成因和Vicroy数学模型,为了使飞机有效避开微下击暴流风切变危险区,结合空气动力学和飞行力学,提出了飞行控制算法,并与传统的控制算法进行了对比分析;仿真结果表明,提出的控制算法能较好地实现路径控制,并优于传统的PID和SOFNN控制算法。     

飞机穿越微下击暴流的航迹变结构控制

把风干扰和系统摄动作为不确定因素，用不确定性系统变结构控制理论设计飞机的航迹控制律，使之对风干扰和系统摄动进行完全抑制。给出了受风切变干扰后系统的不确定性模型，推导出了飞机对风切变及系统内部不确定因素的不变性条件，最后设计变结构控制系统的滑动超平面和控制规律，并以ＣＩＴＡＴＩＯＮＩ飞机穿越一风暴区着陆为例，进行仿真计算，结果表明，所设计的控制规律效果很好。     

Pressure distributions on prism-shaped buildings in experimentally simulated downburst

Wind loading is one of the most significant factors in civil engineering that influences the structural design considerably.In this paper,a group of manufacturing equipments for downburst simulation based on impinging jet model was developed for investigating the wind loads on structures:including the centrifugal air bellows to generate airflow,a movable platform to realize multiple locations of the building and a freely rotatable turntable to implement alterable building angles.Hundreds of transducers were used to measure the wind action on all surfaces of the building.The pressure coefficients calculated from the observed data were utilized to evaluate the downburst wind load.Pressure distributions on three prism-shaped building models with different placements and angles were investigated to obtain the maximum wind action and mean pressure coefficients.The results showed that the maximum pressure coefficient would reach 1.0 on the top surface if the downburst just broke out over the edifice.Considering that the building was in the developing field of the downburst,the top and the front surfaces would be under high wind pressure and only the back surface would endure wind suction.When the downdraft happens away from the prismatic building,all surfaces,except the front surface,would subject to suction with different degrees.It was also found that the pressure coefficient on the right surface would get its negative peak at first and then go straight up to 0.6 as the angle changed from 0°to 45°and the wind pressure on the front surface would decrease slightly through the whole process.The assertive results provide elemental data for structural wind-resistant design in civil engineering for the downburst-prone areas.     

雷暴冲击风作用下高耸输电塔风振响应

基于考虑雷暴移动的冲击风风场模型,将非稳态高斯过程的冲击风脉动风速表达为稳态高斯过程和调幅函数的乘积,联合运用FFT算法和谐波叠加法模拟了冲击风水平方向脉动风速.通过风洞试验得到输电塔风载体型系数.采用准定常假设,并考虑到风向不断随雷暴的移动而改变,提出了作用于输电塔的雷暴移动冲击风风荷载模型.采用Runge Kutta法分析了输电塔在冲击风荷载下的风振响应.针对冲击风过程的非稳态特性,采用多样本统计方法定量分析了输电塔响应动力放大作用,着重探讨了不同尺度的冲击风对输电塔风致响应的变化规律.冲击风尺度变化对输电塔响应影响较大,但对动力放大系数影响不明显.当冲击风的最大风速为60 m/s时,位移动力放大系数为1.4左右.     

Velocity estimation of moving targets with stepped-frequency radar based on Doppler frequency difference

By analyzing the signal model of stepped-frequency waveform, a novel method for velocity measurement is proposed. The method is based on Doppler frequency difference which is achieved by using Hough transform. As the estimated velocity is inversely proportional to the frequency step size instead of the carrier frequency of the transmitted signal as the pulse-Doppler （PD） processing, the new algorithm can achieve much wider unambiguous velocity range. Furthermore, non-coherent integration of the sub-pulses with different carrier frequencies can be implemented by Hough trans- form to improve the anti-noise performance. Besides, field experimental results show that the high range resolution profile （HRRP） of a bullet with high speed can be reconstructed correctly without distortion.     

一种基于多普勒天气雷达基数据的三维建模算法

根据多普勒天气雷达基数据空间呈锥状分布的特点,提出了基于基数据的移动梯状多面体三维建模算法(MTPD).该方法采用梯状多面体作为体积单元,根据雷达三维建模空间范围选择六面体索引和四面体索引两种不同模式构建三维等值面,以平衡算法效率和建模结果精度.在该算法基础上利用WebGL技术开发了多普勒天气雷达三维可视化平台.结果表明：与传统三维建模算法相比,MTPD在保证建模精度的条件下明显提升了算法效率,六面体索引模式和四面体索引模式计算效率分别提高62.5%和23.0%,四面体索引模式得到的回波三维结构更连续,基于WebGL的多普勒天气雷达三维可视化平台提供了跨平台的雷达三维展示,能够直观反映对流云的三维结构.     

多普勒测速雷达速度转换的误差分析

火炮射弹的初速是炮弹弹道测量的一个重要参数.介绍了多普勒测速雷达的工作原理基础上,根据弹道径向速度和切向速度的关系,推导出了测速雷达的速度转换公式,并用数学中求偏导数的方法对由速度引起的测速误差进行了分析.结果显示,弹丸切向速度测量误差是在进行速度转换时由径向速度测量误差传播过来的,速度转换公式的不精确性也会产生切向速度误差,并且经速度转换后测速误差略有增加.因此,提出的方法对测速雷达进行测速精度测试时有指导修正意义.     

光学多普勒公式的讨论

本文从相对论基本原理出发讨论光学多普勒公式，指出在不同条件下表示形式。     

雷暴冲击风对输电塔的作用特征

基于Chen和Letchford的冲击风风场模型和准定常假设,提出了作用于输电塔的雷暴移动冲击风风荷载模型。对某一实际工程中的典型输电塔结构建立空间有限元模型,分析冲击风风荷载对输电塔的作用特性,得到了冲击风作用过程中输电塔构件内力及其随时间的变化,并与设计中采用的典型大气边界层风荷载作用进行了比较;对冲击风风场模型参数进行了敏感性分析,研究了风场变化对输电塔作用的影响。