一种下击暴流横向风剖面的确定方法
【专利摘要】本发明提供一种下击暴流横向风剖面的确定方法，所述方法包括以下步骤：确定下击暴流横向风场；确定地面边界层参数；确定下击暴流横向风剖面。本发明提供的下击暴流横向风剖面的确定方法，对最大风速位置以下的高度范围内的横向风剖面进行修正，来为工程设计提供理论参考。
【专利说明】—种下击暴流横向风剖面的确定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种确定方法，具体涉及一种下击暴流横向风剖面的确定方法。
【背景技术】
[0002]下击暴流为雷暴天气中急速下沉气流猛烈撞击地面后形成的一种强风。该强风的横向风速在近地面区域内随高度增大而迅速增加，在较小的高度处(100m以内)S卩达到最大横向风速(可达70m/s)，这对落在强风影响高度范围内的建筑物如输电铁塔等具有极强的破坏力。如2005年6月14日，下击暴流引发了江苏泗阳500kV任上5237线一次性串倒10座输电塔的事故；根据美国、澳大利亚及南非等国对输电塔倒塔事故原因的分析，50%以上与天气灾害相关的输电塔倒塔事故均由下击暴流或者龙卷风等强风引起的。
[0003]近年来，受全球气候恶化的影响，不仅下击暴流的出现频率增高而且其灾难性后果也越发严重，这使得国内外科研人员针对下击暴流的风场特性继续开展了大量的研究工作，如现场观测、基于缩比模型的试验和数值模拟研究以及风剖面的经验公式研究等。但工程设计不可能等待现场观测的下击暴流风剖面结果，而试验模拟与数值模拟的周期较长、费用昂贵，因此，形式简洁、计算高效的风剖面经验公式在工程设计领域得到了广泛的应用，并且科研人员也在不断改进相关的风剖面公式，使其更为逼近实测结果。
[0004]以往的风剖面经验公式研究工作几乎全部集中在轴对称稳态风剖面的拟合上，并且得到了丰富的研究成果；但是由于这些拟合方法的本质为数学意义上的数据拟合，并未关注到下击暴流撞击地面后边界层演化这种物理现象。而通常来说，大量建筑物的高度在IOOm以内，即它们落在下击暴流最大横向风速位置以下的闻度范围内，因此对关注风荷载的地面建筑物来说，上述经验公式对最大风速位置以下高度范围内风剖面描述的不充分导致了地面建筑物风荷载的预测精度偏低。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种下击暴流横向风剖面的确定方法，对最大风速位置以下的高度范围内的横向风剖面进行修正，来为工程设计提供理论参考。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0007]本发明提供一种下击暴流横向风剖面的确定方法，所述方法包括以下步骤:
[0008]步骤1:确定下击暴流横向风场；
[0009]步骤2:确定地面边界层参数；
[0010]步骤3:确定下击暴流横向风剖面。
[0011]所述步骤I包括以下步骤:
[0012]步骤1-1:确定静态下击暴流的最大横向风速的风剖面；
[0013]基于轴对称射流模型，静态下击暴流的最大横向风速的风剖面用如下经验公式来表不:[0014]
【权利要求】
1.一种下击暴流横向风剖面的确定方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 步骤1:确定下击暴流横向风场； 步骤2:确定地面边界层参数； 步骤3:确定下击暴流横向风剖面。
2.根据权利要求1所述的下击暴流横向风剖面的确定方法，其特征在于:所述步骤I包括以下步骤: 步骤1-1:确定静态下击暴流的最大横向风速的风剖面； 基于轴对称射流模型，静态下击暴流的最大横向风速的风剖面用如下经验公式来表示:
3.根据权利要求1所述的下击暴流横向风剖面的确定方法，其特征在于:所述步骤2包括以下步骤: 步骤2-1:对公式(I)进行积分，求出在[0，R]区间内的Vmax的平均值Vavg ;有
4.根据权利要求3所述的下击暴流横向风剖面的确定方法，其特征在于:所述步骤3包括以下步骤: 步骤3-1:在[Zceil, ZfflaJ高度区间，利用(Zmax-Z)形式的插值函数进行插值，其中二次插值多项式的表达式如下:
【文档编号】G06F17/50GK103870656SQ201410120613
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】党会学, 杨风利, 杨靖波, 张宏杰 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 江苏省电力公司电力科学研究院