风向对路堑周围风沙流场影响的数值模拟

为认识风沙环境下风向对路堑沙害的影响,利用计算流体力学中的欧拉双流体非稳态模型,分析不同风向角(风向与路堑走向的夹角)场景下风沙流对路堑的响应规律,并研究其响应机理。数值模拟结果与现场监测结果相吻合,但由于数值模型中存在阻塞效应致使前者略微高估了路堑周围的风速。路堑内部沉沙区面积、路堑对气流的扰动能力和路堑内部的积沙量与风向角呈正相关。风向角β≤30°,路堑内部未观察到循环泡,风向角β>30°,路堑内部可观察到明显的循环泡,且随着风向角的增大其面积呈递增趋势。本质上,风向角的减小相当于减缓路堑边坡坡率,进而减少其内部的积沙量。路堑内部沙害程度与风向角呈正相关,为减轻风积沙对线路的危害,路堑应以小风向角穿越风沙地区,有条件时风向角宜控制在30°以内。

基于正交分解与差分特征的LSTM海上风速风向时间序列预测方法研究

随着航海事业的不断发展,船舶在复杂海洋环境中的安全航行成为业界关注的焦点。而风速和风向作为影响船舶航行性能的关键因素,其准确预测对于提高船舶航行安全、优化航线规划以及提升能效具有重要意义。基于正交分解与差分特征的LSTM(长短期记忆网络模型)海上风速风向时间序列预测方法,以21万t散货船海上航行过程中的采集风速风向数据为研究对象,使用正交分解将风矢量标量化,再建立基于各个方向分量差分特征LSTM风速风向时间序列预测模型,利用其差分特征捕捉风速变化的动态特性和趋势。实验结果表明,该模型在风速风向时间序列预测方面表现出色,具有较高的预测精度和稳定性,风速误差小于2 m/s,风向误差小于1.5°的概率可达到95%以上。

均匀流场中干扰对超高层建筑横风向风荷载的影响

通过风洞试验,在均匀流场中对单栋建筑在不同位置干扰下的超高层建筑模型进行了同步测压试验,基于试验结果分析了不同干扰比和干扰间距下超高层建筑层升力系数随高度的变化、横风向基底弯矩系数的干扰效应以及干扰效应对横风向风力功率谱密度的影响。研究结果表明,干扰比和干扰间距对高层建筑横风向风力特性的影响效果显著。随着干扰间距的增大,层脉动升力系数逐渐增大。干扰间距较小时,层脉动升力系数对干扰比较为敏感,横风向脉动基底弯矩系数随干扰间距的增大而增大。且当干扰间距大于5a时,干扰因子大于1。干扰间距较小时,层脉动升力功率谱出现明显双峰。研究成果可为此类结构的抗风设计提供参考。

传统文化:当代价值风向标

现深入探讨传统文化在当代社会价值观引领中的重要作用及发展趋势。通过分析传统文化的内涵与价值,指出传统文化不仅承载着深厚的历史底蕴,还在塑造当代社会价值观方面发挥着不可或缺的作用。同时,进一步阐述了传统文化如何与现代价值观相融合,以及在全球化背景下如何保持其独特性和生命力。此外,还讨论了传统文化在引领社会正向价值观、增强民族认同感和文化自信方面的实践意义,并提出了促进传统文化创新发展的策略建议,以期为实现文化自强提供理论支撑和实践指导。

新场景 新模式 新玩法 首发经济驱动消费“风向标”

党的二十届三中全会审议通过的《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》明确提出“完善扩大消费长效机制”“积极推进首发经济”。“首发经济”,是企业发布新产品,推出新业态、新模式、新服务、新技术,开设首店等经济活动的总称,涵盖了企业从产品或服务的首次发布、首次展出到首次落地开设门店、首次设立研发中心,再到设立企业总部的链式发展全过程。

动态风向变化下风力机叶片和塔架应力及功率特性分析

风向变化显著影响风力机气动载荷分布,从而影响风力机稳定高效的运行,而气动载荷是风力机结构应力和功率变化主要影响因素之一。该文以S翼型三叶片水平轴风力机为研究对象,在旋转平台上进行风洞实验,对不同风向变化速度(0.5°、1°、1.5°、2°/s)下风力机叶片和塔架的应力以及风力机功率特性进行分析。结果表明:风向变化速度为0.5°/s时,在风向由0°变化到30°时,叶片弦向和展向应力值和风力机功率下降幅度最大;在风向由0°变化到20°时,叶片应力值和功率下降较为缓慢,风向变化结束后,风力机应力与功率会进一步减小;风向变化角度在0°~20°范围内,受叶片转速和气动载荷下降速度与风向变化耦合作用的影响,塔架应力值出现较大波动,并随风向变化速度的增加,波动出现的区间从15°~20°提前到0°~5°;风向变化结束后,叶片转速持续下降,造成塔架应力仍有不同程度的波动。结果可为考虑风向变化下运行的风力机结构设计提供一定理论依据。

翼板角部处理方柱全风向角风致振动性能风洞试验研究

方形结构和构件在工程结构中应用广泛,其风致振动问题随着高度和跨度的增加而更加突出,角部处理是方形截面结构工程中常用的一种气动措施。为了研究翼板角部处理对方柱全风向角风致振动性能的影响,开展了标准方柱和翼板角部处理方柱的全风向角节段模型风洞试验,分析了标准方柱和带翼方柱全风向角涡激振动和驰振性能。结果表明:(1)翼板角部处理减小了方柱发生涡激振动的风向角范围,但是,最大涡激振动振幅和风速锁定区间明显大于标准方柱,翼板并未改善方柱的涡激振动性能,反而不利于方柱的涡激振动;(2)翼板角部处理没有提高方柱的驰振临界风速,但减小了发生驰振的风向角工况,整体而言,翼板角部处理并没有改善方柱的驰振性能;(3)在全风向角范围内,带翼方柱观测到涡激振动、驰振耦合状态振动和非耦合状态振动,表明风向角是改变柱体驰振类型的一个重要因素。

风向角对高速列车驶出隧道过程中气动效应的影响

为研究风向角对驶出隧道过程中高速列车气动效应的影响,以某型高速动车组列车为研究对象,采用数值模拟方法对隧道内气动压力、列车风风速、流场分布及列车气动荷载进行分析。通过与动模型试验结果进出对比,验证数值模拟方法的准确性。研究结果表明:隧道壁面气动压力峰值及变化幅值最大值出现在隧道内部,且出现位置到隧道出口距离与风向角有关;背风侧气动压力受风向角影响更大,气动压力变化幅值随风向角增大呈现先减小后增大再减小的趋势;出口处列车风风速随风向角增大基本呈现先增大后减小的趋势,30°风向角时列车风风速最大,但迎、背风侧列车风风速峰值出现时刻不同;随着风向角增大,流场分布不对称性增强,列车绕流特性由流线型绕流逐渐过渡到钝体绕流,流动分离点到头车鼻尖的距离呈现先增大后减小最后再增大的变化规律,隧道内流动结构愈加复杂;气动横向力、升力变化幅值随风向角增加呈现先增后减趋势,头车横向力系数最大变化幅值分别是中车、尾车的2.4倍和2.6倍,升力系数最大变化幅值分别是中车、尾车的1.1倍和1.5倍,故保证头车安全是控制整车运行安全的关键;侧风下高速列车驶出隧道情形下的最不利风向角为30°,此时头车发生列车事故风险最高。

风向变化下不同材料叶片动态应力试验研究

为了了解不同材料风力机叶片在风向变化过程中的应力变化规律,以木质、玻璃纤维和碳纤维材料的S型风力机叶片为研究对象,使用风洞及动态旋转平台模拟风向变化情况并通过试验方法进行研究.结果表明:在同风速、同尖速比条件下,弹性模量较大的碳纤维叶片叶根前缘处应力值远大于玻璃纤维叶片和木质叶片叶根前缘处应力值,重量较大的玻璃纤维叶片比碳纤维叶片和木质叶片叶根前缘处应变值大;不同材料叶片叶根及展向应力、应变分布有所不同,但总体基本呈现由前缘(0.25C)向后缘(0.90C)、由叶根(0.20R)向叶尖(0.90R)减小的趋势;风向变化开始后,刚度高的碳纤维叶片由于抵抗弹性变形的能力强,其各测点应力、应变值最先出现明显下降趋势,之后依次为玻璃纤维叶片和木质叶片,3种材料叶片各测点的应力、应变值均呈现反S型下降曲线;叶片材料不同会导致同翼型同一测点处受到拉伸或挤压作用的大小、最大主应力方位角出现较大差异.

基于特征分解与Bi-LSTM-Attention模型的风向预测

为便于精准控制风电机组的偏航角度、充分利用风能提高机组发电量,提出一种基于历史数据深度学习的风向超短期预测方法。首先利用变分模态分解将风向数据分解成多个子序列,考虑分解后的残差分量仍保留大量信号特征,进一步采用自适应噪声完备集合经验模态分解方法对残差分量进行二次分解。在此基础上,结合风速、环境温度等特征,利用具有注意力机制的双向长短期记忆网络对风向进行超短期预测。采用河北某风电场SCADA真实数据,对风向进行5min的超短期预测实验,并与其他方法进行对比,结果表明所提方法具有更好的风向预测效果。

三维超声波风速风向仪的设计与实现

针对传统风速仪测量过程中存在精度差、稳定性低等一些问题,基于时差法原理,采用3组超声波换能器非正交测风阵列,设计了一款三维超声波风速风向仪,可以实现平面风和垂直风的测量,获取全面的风矢量信息。硬件部分主要设计了超声波发射电路、超声波信号接收电路、滤波电路以及ARM控制电路等。经实验测试,系统风速误差在0.18 m/s以内,风向测量误差不超过1°。

极坐标变换下的风电机组风向优化处理方法

目前使用传统的风向测量计算方法,即直接采用风向角度值进行均值计算时,易在风向范围临界点附近出现测量值的跳变且计算的均值会产生误差,这一问题严重影响了风电机组偏航控制策略执行的有效性。为此,文章提出一种创新的基于极坐标系转换的风向角计算方法,旨在解决风向角测量在特定角度附近容易跳变的问题,进而优化风电机组的偏航策略执行。研究成果为风电机组风向角的精确处理提供了有价值的参考。

风向角和倾角对光伏阵列风荷载的影响

该文通过数值模拟方法,系统研究单竖排光伏阵列的风荷载特性以及风向角和倾角的影响。结果表明:光伏阵列在横风作用下,迎风侧光伏组件的风荷载系数最大;光伏组件阻力系数、升力系数以及扭矩系数均随倾角的增大而增大,且在倾角小于20°时变化速率较大,大于20°之后体型系数趋于平缓;光伏阵列中,组件风荷载系数的遮挡效应十分明显,迎风侧光伏组件降低了背风侧组件的来流风速,使得位于下游区域的光伏组件所受风荷载显著减小,且倾角越大遮挡效应越明显。

风沙地区铁路选线中的主导风向与沙丘移动速度判别方法研究

风沙危害是影响沙区铁路选线设计的重要因素。为解决主导风向和沙丘移动数据获取的技术难题,通过分析沙丘空间形态与风况作用的内在关系,构建新月形沙丘、线性沙丘和金字塔沙丘等不同沙丘区域的主导风向判别方法;结合沙丘形态学参数,利用Google Earth历史影像和GIS空间分析,提出沙丘移动速度的测算模型。以和若铁路沿线区域为研究对象,对该方法进行验证。研究结果表明:基于沙丘形态分析的铁路沿线主导风向识别方法能快速地得到选线范围内的主导风向,判别结果与气象监测数据的误差不超过15°;利用卫星影像和GIS的测量方法可实现沙丘移动速度的计算,沙丘移动数据能对气象站观测的风沙数据进行有效补充,提高了铁路设计中沙害勘察的准确性与效率。研究成果可为风沙地区铁路减灾选线提供一定的技术支撑。

一种风向监督双流神经网络--以一维Burgers方程求解为例

针对一维Burgers方程下单一建模方式难以充分考虑不同阶段风向对系数的影响比重,无法有效获得各节点间的关联信息的问题,本文提出了一种风向监督双流神经网络分别预测上下风向的有限差分系数。同时设计了一种风向判断模块,实现了对预测得到有限差分系数的权重融合。通过风向监督双流神经网络,并结合先验知识对学得的系数分配一定的权重,以突出上下风向对预测结果的不同影响,可以有效实现对不同风向上的点分别进行预测,使得空间结构特征信息挖掘更加充分,从而提高差分系数预测的精度。在比传统数值求解方法网格分辨率粗4~8倍的同时,提高了谷歌团队工作的精度,以此提高了计算的速度。

基于风向玫瑰图的综合管理对甲状腺癌术后康复的干预效果

目的:探讨基于风向玫瑰图的综合管理对甲状腺癌术后康复的干预效果。方法:选取2021年7月至2023年6月郑州大学第一附属医院收治的甲状腺癌手术患者280例,采用群随机将患者分为对照组和观察组,各140例。对照组实施常规护理,观察组在对照组基础上实施基于风向玫瑰图的综合管理。记录两组干预前、干预12周后Piper疲乏量表(PFS)、华西心晴指数量表(HEI)、中文版癌症自我管理效能感量表(C-SUPPH)、自我护理能力测定量表(ESCA)、Spitzer生活质量指数量表(SQLI)评分及并发症发生情况。结果:干预12周后,观察组PFS、HEI总分及各维度评分降低程度均大于对照组(P<0.05),C-SUPPH、ESCA、SQLI评分升高程度大于对照组(P<0.05)。观察组并发症总发生率4.3%,低于对照组10.7%(P<0.05)。结论:基于风向玫瑰图的综合管理可有效降低甲状腺癌术后癌因性疲乏程度,提高患者自我管理效能感与自我护理能力,降低并发症发生率。

偏转风场下高层建筑设计风速的风向折减因子

提出了超高层建筑设计风荷载估算过程中考虑风场偏转影响的强风风速风向折减因子修正方法。在风洞中模拟了一个方形截面超高层建筑刚性模型。在偏转风场和无偏风场工况下,根据提出的修正方法计算了北京地区和南京地区高层建筑设计风速的风向折减因子,分析了风场偏转对高层建筑气动力风向折减效应的影响。结果表明,偏转风场会使建筑风压存在偏移现象,最不利风压出现的风向角与无偏风场下不同,而在考虑风向折减效应的风荷载估算方法中,如果忽略风场偏转的影响就可能导致超高层建筑风荷载的低估,使得结构设计偏于危险,提出的修正方法能够有效解决这一问题。

基于空速误差在线标定的风速风向计算方法

针对传统基于“风三角”方法的风向受真空速测量误差影响大的问题,给出了一种简易真空速误差在线标定算法。首先,简要介绍了“风三角”解算模型及其解算误差模型;然后,基于解算误差模型采用双方位联合标定真空速测量误差,补偿真空速测量误差后,可有效提升机动情况下的风向计算精度;最后,通过实测试飞验证了该方法的有效性。

东北黑土区防风林带基本特性及其与风向的关系

[目的]为探究东北黑土区防风林带走向与主害风向的关系。[方法]利用遥感解译和野外调查,获取研究区内林带基本特征数据,结合研究区内43个气象站点风速风向数据,对林带走向与主害风向的交角,即风向偏角进行计算分析。[结果]蒙东黑土亚区偏西风占比大,风向较为集中,主害风主导性强烈,松嫩黑土亚区风向较为分散,主害风主导性较弱;平均林带密度松嫩黑土亚区>蒙东黑土亚区;防风林带走向在松嫩黑土亚区占比最大的为N-S走向林带,蒙东黑土亚区没有明显的规律性;研究区内风向偏角<30°占比为29.60%,>30°占比为70.40%,防风作用较差。[结论]研究区内大量防风林带走向与主害风向斜交,对主害风的防护作用较差。该研究结果对于了解现有防风林带密度、走向,进一步建设和改造防风林带有重要参考价值。

小型集成化热场式气象风速风向传感器研究

针对目前气象行业缺乏小型集成化风速计的问题,本文基于流场与温度场的相互影响,设计开发了一种风速风向传感器。首先,采用计算流体动力学软件FLUENT对不同流场下的温度场进行仿真测试,确定传感器表面8个负温度系数(NTC)热敏电阻的布局。然后,根据不同风速、风向下,8个NTC的仿真响应值,设计3阶傅里叶级数拟合方法实现风向风速的测量,并采用线性插值法对环境温度引起误差进行修正。通过风洞测试进行了实验验证。实验结果表明:设计的热场式风速风向传感器风速检测范围可达1~30 m/s,精度在±(0.5+0.03v)m/s内,风向检测范围在0°~360°,精度在±5°内。