建筑物风沙流场与荷载的风洞试验研究

通过风洞试验研究了同一风速下不同落沙量时的风沙流场特性,包括风速、湍流度和沙浓度的分布规律,基于流场分析的结果在该风沙环境下开展了风洞高频动态天平测力试验,探究了风沙流场中建筑物迎风面所受到的风压力和沙粒冲击力规律,并采用沿高度方向等分迎风面的方法对风沙荷载沿建筑物高度方向的变化规律进行了探究。研究结果表明:风沙流场下的沙浓度梯度分布与落沙量及高度有关。沙颗粒对风速有一定的削弱作用,而对湍流度有一定的增强作用,且沙浓度越大该削弱作用和增强作用越明显。风沙流场下建筑物迎风面所受到的风压力和沙粒冲击力之和随着高度和沙浓度的增大而增大;其中风压力随着高度的增大而增大,而随着沙浓度的增大而减小,沙粒冲击力随着高度的增加而减小,而随着沙浓度的增大而增大。

树木对风沙流场影响的风洞试验研究

本文以豆瓣黄杨苗为试验树,在边界层风沙风洞落沙条件下模拟沙尘暴气候,研究了树后的风沙流场特性,包括树木对风速、沙浓度和湍流度的影响规律。在风速12m/s下,通过控制不同落沙量形成各类风沙流场,测量三种树后间距处的风沙流场情况,并与无树时对比。结果表明:树后D=1H位置树冠以下(<0.2H)风速、沙浓度略有增大,树顶以上(>1H)风速、沙浓度基本无变化;树冠层高度(0.2H-1H)风速、沙浓度显著减小,树木中间位置(0.5H)减小比例最高,减小程度随落沙量的增加而增大,随树后间距的增加而减小;树木后风沙流场的湍流度有明显的增大,且树后各高度湍流度全部增大,增大程度变化规律与前两者的影响规律相似。研究结果将为树木防风阻沙提供科学依据。