玉屏核电厂区域龙卷风参数估算与分析

利用玉屏核电站厂址周围3个经纬度区域范围内1950—2021年期间的龙卷风调查资料,采用富士达F等级划分法评定龙卷风级别,按照《核电厂厂址选择的极端气象事件(HAD101/10)》的规定,估算出核电站设计基准龙卷风相关参数和设计基准等级。结果表明:玉屏核电站厂址区域设计基准龙卷风最大风速估算值为63.9 m·s^(-1)(对应10-7概率值),总压降为29.5 hPa,压降速率为7.1 hPa·s^(-1),最大旋转风速为51.8 m·s^(-1),最大平移速度为12.1 m·s^(-1),设计基准等级为F2。计算结果为项目设计和建设提供重要的理论参考依据。

湖北大畈核电站周边地区龙卷风参数的计算与分析

通过气象站记录、灾害大典、气候影响评价等多种途径,收集了核电站周边地区的300 km×300 km区域1956—2000年间的龙卷风资料,并根据《核安全导则汇编(上册)》规定的方法详细计算了龙卷风各个参数间的关系,最后给出核电站的龙卷风设计基准参数,即最大风速为70 m/s(对应概率为1×10-8),平移速度13.5 m/s,旋转半径206 m,最大气压降9.9 hPa,设计基准等级为F3级,这些结论已在设计部门得到应用。

考虑高架桥和风屏障影响的高速列车龙卷风荷载特性研究

针对高速列车在龙卷风等局地强风作用下的运营安全,开展了高架桥上高速列车在模拟龙卷风作用下气动力识别刚体模型测压实验,研究了不同龙卷风中心作用下列车气动力的空间分布特征,评价了风屏障对列车气动力的影响。结果表明:相比混凝土栏杆,风屏障将减小龙卷风作用下列车的整体阻力、升力和倾覆力矩系数的最不利值,但会增加整体俯仰和横摆力矩系数最不利值。采用风屏障将改变"气流-车-桥"间的相互作用机制,从而改变列车整体风力系数最不利值发生的龙卷风中心位置。风屏障高度对列车整体风力系数各分量的影响规律不相同。

核电站周边地区龙卷风时间分布与灾害特征

通过气象站记录、灾害大典、气候影响评价等多种途径,收集到湖北通山核电站周边300 km×300 km区域范围内1956～2000年龙卷风资料,对龙卷风的时间分布和灾害特征进行了分析。结果表明:龙卷风有明显的时间分布,一年中主要集中在夏春季,以7月、4月最多;一天中,午后至傍晚最多;龙卷风平均持续时间为17 min;近45年,1976～1985年这10年中龙卷风出现最频繁;龙卷风出现时,蒲福风力等级一般在10级以上,平均12～13级,最大17级,富士达风力等级平均F1级,最大F3级,风速约70 m.s-1;龙卷风从NW→SE向移动的频次最多;龙卷风影响宽度一般在0.5 km内,平均带长为10.0 km;龙卷风灾害呈并发性,主要是风灾,往往伴有冰雹、暴雨、雷击及飞射物,使灾害加重。

龙卷风作用下高速列车的运行安全性评估

随着我国铁路线网密度的加大以及龙卷风等极端天气出现的频次增多,列车遭受龙卷风袭击的风险不断增加。利用物理模拟器对列车进行测压试验,通过试验得到的气动力对龙卷风作用下高速列车的运行安全性进行评估。结果表明:受龙卷风气压降和水平风速的共同影响,列车距龙卷风中心不同相对位置时,所受风荷载作用机制明显不同;迎风侧轮轨横向力主要由侧力产生,风速较大时,升力和侧滚力矩对轮轨垂向力的贡献增大;横向力、脱轨系数、轮重减载率等列车运行安全性指标随径向距离的增大先增大后减小;列车运行安全性指标随风速、车速的增大而增大,列车安全运行的龙卷风临界风速值随车速的增大而急剧减小,其中,当车速为350km/h时,轮对横向力对应的临界风速仅为11.06m/s。

核电厂设计基准龙卷风评价的敏感性研究

龙卷风是在核电厂选址、设计和安全评价中需要考虑的重要外部自然事件,对于可能发生龙卷风的厂址区域,应对设计基准龙卷风进行评价。本文针对我国7个滨海厂址,按照核安全导则HAD101/10中的龙卷风风险度评价方法,计算了7个厂址的设计基准龙卷风风速,并定量分析了设计基准龙卷风风速对拟合样本区间和高强度样本评级的敏感性。结果表明,高强度级别的龙卷风累积频数分布是否满足对数线性规律决定了设计基准龙卷风风速计算结果的稳定性。对于计算结果不确定性较大的厂址,本文给出了评价中应关注的问题和采取的对策。

山东一次台风龙卷过程灾调及环境和天气雷达特征分析

2018年8月19日受台风“温比亚”影响,山东省临沂市遭受龙卷袭击。通过实地灾情调查,给出了该龙卷的影响范围、灾害分布和强度评估等,综合考虑不同标识物和致灾过程,评估本次龙卷强度为EF3级。分析龙卷发生的环境和天气雷达特征,结果表明:龙卷发生在低抬升凝结高度(≤300 m)、强低层垂直风切变(≥18×10^(-3)s^(-1))、强相对风暴螺旋度(≥350 m~2/s~2)和较低对流有效位能(≤400 J/kg)的有利环境条件下;龙卷超级单体嵌于台风右侧螺旋雨带内,龙卷发生在中气旋与风暴后侧下沉气流区相接一侧,与龙卷涡旋特征位置对应;龙卷及地时中气旋向下延伸加强,同时风暴顶及单体质心迅速下降;若探测到低层中等强度中气旋时应发布龙卷预警,则此次过程的龙卷预警时间提前量为15~20 min。

利用断头树估计2016年6月23日阜宁县龙卷风强度与尺度

2016年6月23日在盐城市阜宁县附近发生特大龙卷风事件,人员财产损失惨重。本文利用天气图和多普勒雷达图等气象资料,对此次龙卷风的产生机制进行分析,再根据受灾相对较严重的5个地区断头树情况的调查资料,以"大风中风速达到约42m/s时,大风经过的树林中折断树的百分比急剧升高到50%"为依据,来估计风速达到42m/s的龙卷风范围。调查结果显示:大气不稳定层结,冷、暖湿空气交汇,风的垂直风切变是此次龙卷风的重要诱发因子;此次龙卷风风速达到42m/s的影响范围的长度至少达到20km,最大宽度至少达到952m。

输电铁塔强风荷载模型及设计规范比较研究

为研究输电铁塔在强风荷载和设计风速作用下响应的区别,以某110k V线路直线型铁塔为研究对象,用ANSYS软件建立输电塔有限元数值模型。模拟龙卷风和常规风的风场结构。按照设计规范规定的风荷载计算公式,将风速场转化为风荷载并施加到输电塔有限元模型上,计算结构响应。计算在60°风向角时,EF1、EF2级龙卷风和与设计风速大小相同的常规风作用下输电塔结构的静力响应。通过比较可以看出,按照规范中的设计风速(26.5m/s)进行输电塔设计有一定合理性,但不能满足EF2级及以上级别龙卷风的抗风要求;应提高设计风速大小以满足输电铁塔稳定性要求。

强对流天气出现时的观测和编报

强对流天气指的是发生突然、程度剧烈、破坏力极强,伴有雷雨、大风、冰雹和龙卷风等强烈对流性的灾害天气,是具有重大杀伤性的灾害性天气之一。因此,做好对强对流天气的观测和编报非常重要——可为科学研究、灾情调查和领导决策提供重要的依据。