高海拔区域复杂山地地形的风能资源评估

选择四川省凉山州某高海拔山地作为研究区域,采集并处理了该区域1个气象站1981~2015年的统计数据以及该区域内4个测风塔1年的实测数据,开展风能资源评估。研究发现,该区域局部地形复杂,海拔在3530~3950 m,面积约为40 km^(2),西南风影响较大,风能资源较丰富。通过频率分析发现该区域风向稳定,WSW方向风速和风能最大。计算该区域风功率密度为2级,属IEC II/III类风电场。另外,研究表明该区域50年一遇最大风速低于IEC标准值,但湍流指数达到IEC B类,风电机组疲劳载荷影响需要评估。该研究为高原山地复杂地形区域的风电场开发提供了科学的风能资源评估方法,也为该区域的风电场设计提出了建议。

复杂山地地形条件下民宿建筑设计研究

随着旅游业的不断发展,民宿作为一种极具特色的旅游住宿形式受到游客的广泛关注与喜爱。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确提出,要“推动文化和旅游融合发展”“支持培育乡村旅游、生态旅游等新产品、新业态”。这不仅为民宿建筑的发展提供了广阔的空间,也对民宿建筑设计提出了更高的要求。现如今,民宿建设,特别是具有得天独厚自然景观条件的山地民宿受到资金追捧,方兴未艾。根据民宿的建设场地特征,在复杂山地地形条件下的民宿建筑设计成为一个重要的研究领域。

山地地形对激光雷达湍流测量精度的影响

针对平坦地形和山地地形,通过两次外场测量,研究了激光雷达在湍流测量的精度,并分析讨论了误差的可能来源。结果表明,在平坦地形下,激光雷达与测风塔在风速、湍流动能、湍流强度的相关系数分别为0.995、0.908、0.904,拟合结果分别为y=1.003x+0.241、y=1.192x+0.091、y=1.140x+0.006;在山地地形下,二者的相关系数分别为0.999、0.917、0.900,拟合结果分别为y=0.949x+0.119、y=1.606x+0.167、y=1.131x+0.031。在平坦地形下,激光雷达高估风速2.71%,高估湍流动能28.3%,高估湍流强度17%;在山地地形下,激光雷达低估风速3.91%,高估湍流动能77.3%,高估湍流强度17.85%。本文采用了IEC61400-50-3标准中建议的方法验证了激光光束的湍流测量,激光束对湍流测量精度较高,湍流强度的相关系数为0.93,拟合公式为y=1.003x-0.003。山地地形对于激光雷达风速、湍流均有影响,高估湍流动能和湍流强度,低估风速。

山地地形下光伏电站阵列设计与分析

随着工程技术的进步,光伏电站的建设逐渐往荒山、废地、丘陵等区域开发。本文重点关注了在山地特殊环境中光伏电站所面临的建设及应用问题,对江西复杂地形区域建造光伏电站的系统进行设计包括组件的排布方式、阵列间距、系统设备的选型。基于PVsyst建模仿真了山地光伏阵列发电,分析了组件的阵列阴影遮挡情况与电站发电量。研究发现山地光伏有效提高了当地的太阳能利用潜力,具有较好的社会效益;由地势产生的光线遮挡是影响组件效率的主要问题;山地北坡对阵列有更不利的作用。

山地地形重气扩散模拟中湍流模型的选择

针对类似开县井喷的毒气扩散事故,研究山地地形条件下如何合理选择湍流模型对重气扩散进行大范围数值模拟。在初始条件和边界条件相同条件下,采用密切值法对6个RANS模型(RSM、标准k-ε、RNGk-ε、可实现k-ε、标准k-ω和SSTk-ω)的计算结果进行多方案选择,同时参考模拟中所消耗的CPU时间,使选用的模型尽可能在"计算精度"和"计算时间"之间取得平衡。结果表明,对山地条件下的大范围毒气扩散事故的模拟,采用标准k-ε模型时可在"计算精度"和"计算时间"之间取得较好平衡。可见,对山地地形条件下大范围重气扩散的数值模拟宜采用标准k-ε模型。

真实山地地形条件下输电塔线体系风致响应数值模拟

以一段位于温州山地的输电线路为背景建立了塔线体系有限元模型,并根据当地高程数据构建了周边山地模型的结构化网格,使用计算流体力学方法研究了当地的风场特征,将风场结果耦合到塔线体系模型上进行了风致响应有限元分析。研究结果表明:在复杂地形影响下,当地风速剖面表现出不同于相关规范中的指数分布特征;塔体两侧导线档距差和所受风荷载差别会直接影响塔体所受顺线向荷载,实际设计中应该减少高风速区域的线路档距和控制输电塔两侧档距差;根据规范参数简化考虑周边复杂地形会影响塔底剪力和塔体顺线向荷载等计算结果,其瞬态分析会高估塔体风振响应,因而工程分析中应重视周边地形的影响。

基于GPGPU的海量山地地形数据的实时绘制算法

针对山地地形海量数据的特点,基于GPU的GeometricalClipmap算法,应用简化的工作流程,结合GPGPU技术,采用了一种更为合理的高程数据组织交换模式,通过引入高程误差数据巧妙地解决不同分辨率之间的裂缝问题,并对高分辨率的遥感影像作为地形纹理的实现方法加以补充,进而实现可应用于虚拟现实系统的海量地形数据的实时可视化。

山地地形对鼓浪屿历史文化街区风荷载作用效应研究

山地环境中的街区风荷载与平地条件下有明显不同。鼓浪屿历史文化街区处于台风易发地区,对其开展山地环境下风载作用效应的研究对科学保护历史建筑非常必要。本文以鼓浪屿历史文化街区为研究对象,运用ANSYS Fluent进行数值分析山地地形对鼓浪屿风场与风荷载体型系数的影响并提出对该地区已有建筑防风保护与建筑选址的建议。表明:(1)鼓浪屿的高风速、极值加速比、极值负压和极值风荷载体型系数均集中分布在成十字相交的两轴线的各山顶,两轴线是核心线性防风区域,龙头山、鸡母山和笔架山山顶为防风重点。(2)龙头山山顶近地面处加速比最大,对应产生极值风荷载体型系数。(3)两轴线的横风向加速比均大于顺风向,山顶加速效应大于峡谷侧风面大于峡谷底处。(4)山顶处数值模拟得到的风荷载体型系数与规范值差距不大,峡谷处由规范得出的修正系数较数值模拟值偏小。(5)海拔较低的迎风面和背风面山脚风速低,适合建筑选址。龙头山、鸡母山和笔架山山顶区为高风速频发且极值负压产生的区域,是加强建筑检修与维护、提高防风性能的重点,不宜作为建设选址。

同构堆积,山地地形,景观重叠——对山地城市特色景观设计方法的探讨

以系统科学为理论基础,通过对贵州“千户苗寨”的景观分析与重庆沙坪坝滨江地段的城市景观设计实验,着力探寻以同构堆积方式利用山地地形创造景观重叠的山地城市景观设计方法,希望能为山地城市的特色性景观设计提供一条新的思路。

海南岛中部山地地形对天气气候的影响

海南岛地形呈中间高、四周低的环形层状分布,由中部最高峰五指山(主峰海拔1867m)向外由山地、丘陵、台地、平原、海涂逐级递降。独特的地形地貌造就了海南岛气候资源的多样性,为丰富的热带农作物种植提供有利的气象条件,岛上不同区域的旅游特色也因气候差异而各有千秋。

实际复杂山地地形下建筑选址与布局研究

以某村复杂山地地形为例,利用三维软件对该村地形等高线数据进行处理并建立模型,运用CFD软件对该地形进行三维数值模拟分析,得出该村地形风环境下舒适性较好位置并提出建筑布局的最佳方案。比较西南风和西北风下该村附近的风速和风速比的大小,以及各形式下建筑布局的通风性分析,提出复杂山地地形下风环境选址及建筑布局一般性的建议。结果表明:在背风面上风速和风速比较大处居住舒适性更好;风向与建筑大约有45°时,建筑布局形式中行列式布局方案较好,且通风性较好。

土质山地地形对抗震设计反应谱的影响

研究目的:研究山地地形效应,为山地建筑结构抗震提供合理的设计参数是山地建筑结构发展的首要任务;为确定土质山地建筑设计水平地震动放大系数,采用有限元数值分析方法建立相关的局部场地模型,输入近30条基岩地震波对场地模型进行动力时程分析;提取不同坡高、不同坡降H/L对应模型在斜坡段以及平台段的地震响应时程并转换成反应谱,通过对比斜坡段以及平台段的地表反应谱与平地地表反应谱,对区域放大系数进行调整。研究结论:(1)给出了土质山地地形对场地反应谱的主要影响规律;(2)给出了土质山地地形对场地反应谱谱比的主要影响规律;(3)给出了土质山地建筑结构设计水平地震动放大系数的建议值;(4)本研究成果可为山地建筑结构的地震动输入提供参考依据。

山地地形下体育建筑可持续发展策略与设计方法

体育建筑功能性强且体量庞大,在山地地形下进行体育建筑的创作通常会受到地形地貌更多的影响和约束。本文基于资源整合利用的基本思想,结合一般建筑设计中应对山地地形常涉及到的要素及方法,归纳整理山地地形下体育建筑可持续发展的策略与设计要点,为特殊地形中的体育建筑可持续性设计提供一定的理论参考。

基于GIS技术的山地地形监测

近年来,我国社会经济与科学技术的发展态势趋于良好,在城市建设过程中涌现出越来越多先进的技术手段与方法。GIS技术对数字信息加以利用来描述客观实体,然后通过相关硬件与软件的运用,采集、分析以及计算空间地理中的相关数据。本文对GIS技术以及山地的定义进行了简单的介绍与阐述,分析了GIS技术在山地地形监测的作用,就基于GIS技术的山地地形监测进行探讨,凭借此体现GIS技术的价值与优势,以供参考。

山地地形下智能选择越野道路算法的实现

在山地环境下,主战装备机动性能受到崎岖地形的显著影响.选择道路实施机动时首先要考虑坡度的影响.该文以某典型山地地区1:5万比例尺的DEM数据为基础,采用八邻域得到平均坡度,并将此坡度分布映射为二维等坡度区域分布图,这样便将三维地理空间的分析问题转化到了二维空间.选择平均坡度小于30度的理论可通行区域,根据A*算法可以计算主战装备在该通行区域内的最短机动路线,为装备论证提供理论依据.

基于小波构建的山地地形建模与仿真

将小波构建的思想应用于山地地形建模过程中.在分析山地地形特征的基础上,受小波构建过程的启发,将山地整体起伏区域对应于小波低频部分,局部随机起伏对应于小波高频部分,以此建立递推模型对山地地形进行仿真模拟.小波参数统计建模过程中,以高斯假设为基础,为处于不同层次的小波系数赋予与自然地形变化规律相符合的分布参数,使得山地地形特征与小波构建理论相统一.以此方法建立的模型,具有计算量小,易于分解等显著优点,仿真试验验证了此方法的有效性.

山地地形对±1100 kV输电线路雷电屏蔽性能影响模型试验

雷害是输电线路故障的主要原因之一,为研究平原与山地情况下±1100k V输电线路雷电屏蔽性能的差异性,开展了以±1100 kV特高压直流输电线路Z38102AL型铁塔为对象,模型比例为1:12.5且山地情况下雷电屏蔽模拟试验,采用负极性250/2500μs操作冲击电压波对模型线路进行放电并开展观测,统计分析了山地地形下放电路径、绕击概率与放电参数,并与平地地形试验及±800kV线路试验结果进行对比。研究结果表明:山地地形的地电位空间变化改变了空间电场,坡地对下行先导的吸引作用使得山区输电线路更易遭受绕击;±1100kV输电线路绕击概率的空间分布近似为抛物线;山地地面屏蔽效果较弱,与平地试验相比总绕击概率更大且放电分散性增加,在山坡影响下,暴露空间的增大与空间电场变化对绕击概率的影响要强于导线电压的极性效应,使得山地地形下正负极性导线绕击概率差异较小;与±800 kV试验结果相比,±1100 kV正负极性导线绕击概率差异更大,其正极性导线对负极性雷的吸引能力有更明显的提升作用。研究结果对不同地形条件下特高压输电线路的雷电防护设计具有一定的参考价值。

湘西传统民居对山地地形的适应性设计分析

文章以湘西传统民居为例,从房屋布局对山地地形的适应性和房屋结构对山地地形的适应性两大部分入手,着重分析了聚落的布局方式、房屋与等高线的关系、房屋的组合关系、房屋与路径的关系、房屋结构的基本构成方式、房屋结构对坡度的适应、房屋结构适应不规则的基地、房屋结构适应地形几种常见的处理手法及房屋结构的稳定性等。湘西传统民居尊重场地的设计方法为当今乡村因受到现代社会扁平化、功利化、短视化等思想的影响,抛弃了自身风格盲目追随城市,造成房屋形式风格雷同千村一面等问题提供了解决之路。

山地地形下激光雷达风速的精度验证与模拟

山地地形的边界层风场与平坦地形有显著不同,其空间分布具有独特的特征。山地地形下风场的精细测量对气象预报、风能利用和环境保护等相关领域均非常重要。激光雷达因可移动和便捷性在山地地形下广泛使用,但山地复杂的风场状况会降低激光雷达对风速的测量精度。本文选取风速加速显著的山脊地形作为观测场地,评估了激光雷达在山地地形的风速测量误差,提出了基于计算流体力学数值模拟的风速误差评估方法,解释了地形对风速误差的产生机制。结果表明:(1)激光雷达实测的风速误差随着地形变化呈现显著对应的规律变化,地形坡度最大时误差达到最大值,激光雷达对风速有17.8%的低估;(2)不同激光束的结果表明风速低估是由于风场在空间上的差异造成的;(3)数值模拟的评估结果与实际观测结论一致,山地地形造成了风场的空间差异,通过激光雷达的风速反演算法产生计算误差。本文结论可以指导激光雷达在山地地形下的正确使用,对山地地形下激光雷达的风速误差修正有很好的参考价值。

RIEGL VZ-1000三维激光扫描系统在山地地形测绘中的应用

常规山地地形测绘存在人工劳动强度大、风险高、作业效率低等问题,RIEGL VZ-1000三维激光扫描仪具备测距长、速度快、精度高等优势,研究了如何利用这些优势,克服山地地形测绘面临的障碍,提出了具体的作业方案,应用于广西某山地地形测绘项目,成果精度满足要求,提高了作业效率,最终地形图与实际地形地物准确吻合,证明了作业方案的可行性。