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《基于WRF的山區(qū)峽谷橋址風(fēng)場數(shù)值模擬.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第30卷第5期中國公路學(xué)報V01.30No.52017年5月ChinaJ.Highw。Transp。MaY2017文章編號:1001—7372(2017)05010410基于WRF的山區(qū)峽谷橋址風(fēng)場數(shù)值模擬沈煉1’2,韓艷1,董國朝1,蔡春聲1’2,張建仁1(1.長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院,湖南長沙410114;2.路易斯安那州立大學(xué)土木與環(huán)境工程系,路易斯安那巴吞魯日1.A70803)摘要:為解決山區(qū)峽谷風(fēng)場數(shù)值模擬過程中入12邊界難以合理給定的問題,在中尺度氣象模式(WRF)基礎(chǔ)上利用多尺度耦合方法對山區(qū)峽谷橋址風(fēng)場進(jìn)行了精細(xì)化數(shù)值模擬。模擬過程中,首先基于WRF利用
2、多尺度耦合的方法得到山區(qū)峽谷入12處的中尺度速度場信息,然后以入口邊界位置風(fēng)場波動情況為原則,對模擬的中尺度風(fēng)場信息在耦合面進(jìn)行分塊,分塊后分別運用多項式方法將其風(fēng)速進(jìn)行擬合,并通過UDF程序?qū)M合的速度賦給大渦模擬的入12邊界。最后以張家界澧水大橋所在峽谷為研究背景,在橋址位置安裝風(fēng)速實時監(jiān)測系統(tǒng),將現(xiàn)場實測結(jié)果與所提方法的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對比。研究結(jié)果表明:WRF的運行結(jié)果通過降尺后能較好地運用在山區(qū)峽谷風(fēng)場CFD數(shù)值模擬的入口邊界上,這種處理較好地解決了山區(qū)峽谷風(fēng)場數(shù)值模擬過程中入口平均風(fēng)的給定問題;分塊多項式擬合插值方法解決了以往數(shù)值模擬過程中出現(xiàn)的“人為峭壁”
3、問題;利用該方法可以較為準(zhǔn)確地得到橋址處平均風(fēng)速、風(fēng)向角和風(fēng)攻角等參數(shù)的分布情況。關(guān)鍵詞:橋梁工程;峽谷風(fēng)場;多尺度耦合;分塊多項式插值;WRF;大渦模擬中圖分類號:U442.59文獻(xiàn)標(biāo)志碼:ANumericalSimulationofWindFieldonBridgeSiteLocatedinMountainousAreaandGorgeBasedonWRFSHENLianl一,HANYanl,DONGGuo—cha01,CAIChun—shen91¨.ZHANGJian—renl(1.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture.Ch
4、angshaUniversityofScience&Technology.Changsha410114,Hunan,China;2.DepartmentofCivilandEnvironmentalEngineering.I。ouisianaStateUniversity,BatonRouge,LA70803,Louisiana,USA)Abstract:Inordertoresolvethedifficultyinprovidingreasonableinletboundaryconditionsforthenumericalsimulationofwindfieldi
5、nmountainousarea.themuhiscalecouplingmethodwasadoptedforaccuratelysimulatingthewindfieldonthebridgesiteatmountainousareabasedonameteorologicalsoftwareofweatherresearchandforecast(WRF).Firstly,attheprocessofsimulation,themultiscalecouplingmethodwasadoptedtoobtainthemesoscalevelocityfieldin
6、formationbytheWRF.Secondly,thecouplingsurfacewasdividedintoseveralpiecesbasedontheprincipleofwindfluctuatingdegreeintheinletboundary.Blockpolynomialinterpolation(BPI)fittingmethodwasusedtofitthewindvelocity,andthenthefittingvelocitiesweregiventotheinletboundaryofthelargeeddysimulation(I.E
7、S)bytheUDFprogram.Finally,takingtheI.ishuiBridgeinZhangjiajieastheresearchbackground,thewindvelocitiesreal—time收稿日期:201G-06一15基金項目:國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(“九七三”計劃)項目(2015CB057700);國家自然科學(xué)基金項目(51408061,5117806651278069);橋梁工程安全控制省部共建教育部重點實驗室開放基金項目(14KC07,12KB01);土木工程優(yōu)勢特色重點學(xué)科創(chuàng)新性項目