沿海地区良态风和台风气候不同时距风速转换系数研究

以华南地区某海岸机场区域2012—2021年的风速实测数据为对象,根据这10 a内台风的登陆情况,将其划分为良态风气候和台风气候,研究不同风气候环境下风速时距转换系数的变化规律。研究结果表明:在良态风气候下,月、季、年极值风速的分布规律均符合极值Ⅰ型(Gumbel分布),统计发现转换系数随时距增大呈指数递减的变化规律,基于此拟合得到良态风气候下月、季、年极值风速的时距转换系数公式;在台风气候下,时距转换系数曲线的平稳程度随台风强度的减小而减弱;时距3 s与10 min的转换系数的分布规律符合极值Ⅰ型分布,30 min、1 h与10 min的转换系数的分布规律符合极值Ⅲ型分布;使用良态风转换系数公式估计台风气候时距3 s与10 min的转换系数时,会存在10%~30%的相对误差,可将转换系数乘以对应的放大系数去近似估计,或直接采用1.63的转换系数。该研究结果可为不同风气候条件的风荷载计算提供参考。

输沙势计算中的“时距”问题

风力作用是干旱区风蚀过程和风沙地貌形成发展过程的动力基础,我们在探讨区域的风力作用时,通常是利用风速资料。风速是评价区域风沙活动的基础,但不同方法采集的风速资料对评价结果的影响并不一样。利用野外实测的风速资料进行不同时距处理,旨在说明时距在评价区域风沙作用的影响。结果表明,利用数据中值计算的结果要比平均值大11.31%,这说明以往研究中对输沙势的评价有偏大的现象。但是,由于以往所用数据的时距比较长,又造成计算的输沙势减小的趋势,随着时距增加,数据最大值/峰值降低,数据偏离中值的程度越明显,不论是利用中值还是平均值来计算输沙势,随着时距的增加,计算的DP值逐渐越小。对于用风速平均值计算的DP,1 min的计算结果要比5 min的计算大4.94%,比10 min的计算结果大16.90%,比15 min的计算结果大17.78%;而对于用中值计算的DP,1 min的计算结果要比5 min的计算大4.84%,比10 min的计算结果大16.70%,比15 min的计算结果大17.38%。

基于区间二型模糊逻辑的短期风速预测研究

针对风速具有强随机性而难以准确预测的问题,引入二型模糊逻辑以减小预测误差。基于反向传播-奇异值分解混合迭代算法,建立了区间二型模糊模型用于风速的短期时间序列预测,首先通过反向传播算法调节模型输入及规则前、后件集合的参数,然后利用奇异值分解法优选模型规则。同时,基于反向传播算法建立了一型模糊模型和区间二型模糊模型,将其预测结果作为检验性能的基准。仿真结果表明,基于混合迭代算法的区间二型模糊模型能有效精简系统规则并提高预测精度,具有一定的实用价值。

平均时距对良态风气候地区极值风速的影响研究

在风气候分析中,风速观测历史数据一般来源于各气象站的归档测量,但不同气象站采用的平均时距并不统一,这导致基于风速观测历史数据的极值风速预测过程存在平均时距的转换问题。该文对美国11座处于良态风气候地区城市气象站记录的风速连续观测数据,进行处理得到不同时距下平均风速序列,并将改进独立风暴法与极值I型分布模型相结合分析得到各重现期的风速极值,分析了平均时距对极值风速预测结果的影响。研究结果表明:在良态风气候地区,一定重现期的极值风速随平均时距的增大而减小,近似呈指数律衰减;平均时距对极值风速的影响规律基本不受极值风速重现期的影响;1 min平均时距下的极值风速比10 min平均时距极值风速大19%左右。基于这些结果,拟合给出了良态风气候地区不同平均时距极值风速的转换关系式。

中外规范基本风速对比分析

为了解开涉外项目中部分工程技术人员的困惑,针对目前中外规范中基本风速定义不同的情况,通过对美国、英国-欧盟、德国、俄罗斯、日本、印度和中国规范基本风速定义中的标准高度、时距、重现期、地面粗糙度类别等要素进行逐一对比分析,得出各国规范中基本风速定义的异同。基于上述规范基本风速的对比分析结论,进一步探讨了不同规范间基本风速的转换选取方法,以确保涉外项目的风荷载取值合理。

中美规范风荷载的计算比较

伴着我国走出国门走向世界战略的提出,我院境外项目的开发也越来越多,许多工程要求采用美国标准进行设计计算,中美两国规范中对风荷载的计算存在较大的差异,现针对中国《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)和美国《Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures》(ASCE 7-10)中关于风速、基本风压、风荷载等的计算差异与换算关系进行分析比较,以供设计同仁参考。

平均风速时距取值对风电场出力计算的影响

针对风电场平均风速的时距取值与风电机组出力对风速的实际响应时间不匹配的问题,基于风机功率曲线、风电场风速测量及风电机组出力特性,分析了风电场测风频率与风机出力特性的匹配程度及不同的平均风速时距取值对风电场出力计算结果的影响,提出了平均风速时距合理取值的建议。

中印风荷载规范在火力发电厂设计中的对比分析

改革开放三十年来,中国经济发生翻天覆地的变化,各行各业也得到了蓬勃发展,工程建设行业纷纷走向国际市场。印度是一个巨大的市场,基础设施的建设存在巨大的市场。在国内各大公司进军印度市场的设计市场时,不免会遇到印度规范的问题。本人参与多年的印度电厂的设计工作,对印度结构规范有了一些了解,本文就中印风荷载规范在火力发电厂设计进行对比分析,希望对大家在进军印度设计市场时有点帮助。

新疆气象站年均风速均一化订正与基本风压估算初探

为了较好地开展风能资源的详查与综合评价工作,根据新疆各风区挑选的参照站历史风况资料序列特点,在参考测站历史"元数据"直接进行非均一性检验与一致性订正基础上,对其中4个长期无自记风记录参照站采用标准正态均一性检验、Potter检验、平行累计和等客观方法对1970～2009年的年平均风速序列进行了非均一性检验与均一化订正,同时对测站无自记风时期年最大风速序列的时距换算进行了初步探索。结果表明:1)布尔津、淖毛湖、红柳河站的年平均风速存在因测站环境改变或其它不明原因而使序列间断的现象。从年平均风速序列SNHT非均一性订正结果以及测站四周建筑群体的发展规模看,布尔津测站受测站环境变化等不明原因的影响程度最大,三度间断,累积订正量平均达0.9m.s-1左右。淖毛湖站两度间断,其中1次与近距迁站而又未进行迁站订正有关,订正量约为0.1～0.2m.s-1。红柳河站的1次间断,也与未进行迁站订正有关,订正量约为0.1～0.2m.s-1。2)在构建测站无自记风时期历年最大风速序列的时距时次经验公式中,十三间房站适于西北统一经验公式,其余3站适于在一定阈值风速条件下,根据有自记风时期2min时距平均风速与10min时距最大风速的相关比值系数进行订正。

中孟基本风速及地震动主要参数对比

通过对中孟规范基本风速定义中的地面粗糙度类别、标准高度、重现期、时距等要素进行逐一对比分析,得出两国规范中基本风速定义的异同,并进一步探讨了两国规范间基本风速的转换方法。另外通过对中孟规范中的地面峰值加速度、地震超越概率、抗震设防目标等进行对比,进而提出了在孟加拉项目中如何将孟加拉规范的地震动参数转换为中国规范进行设计的建议。可为今后孟加拉项目的风荷载和地震荷载设计提供参考。

中国规范与美国规范风荷载的换算关系

文章就风荷载计算方法、参数定义、计算公式等方面对中国规范GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》和美国规范ASCE/SEI 7—10《Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures》进行比较。其中在地面粗糙度类别划分上两本规范基本类似,但在重现期和平均时距方面有很大区别。《建筑结构荷载规范》基本风速为平均时距10 min、重现期为50年的最大风速。而美国规范ASCE/SEI 7—10对一般居住建筑基本风速取平均时距为3 s、50年超越概率为7%(重现期为700年)的阵风风速,其重现期长、平均时距短。同一地点,基本风速和基本风压按美国规范取值远大于中国规范取值。

中菲规范基本风压的转换分析

通过对比分析菲律宾国家结构规范与中国建筑结构荷载规范关于影响基本风速大小的各要素的异同,并通过转换,以确保涉外项目风荷载取值的合理。

论述中美风荷载的换算关系

结合工程实际应用,对于我国GB 50009—2001《建筑结构荷载规范》和美国ASCE 7—05《MinimumDesign Loads for Buildings and Other Structures》中关于风速、基本风压计算的差异与换算方法进行论述。

裸露农田近地表风速脉动特征

利用河北坝上地区裸露农田近地层风速的连续观测资料,分析了净风与风沙环境下近地表风速脉动特征。结果表明:地表风速脉动强度(uv)随平均风速的增加而增大,净风环境下脉动强度随风速的增大比风沙环境增加的更快,反映了运动沙粒对风速脉动过程具有一定的抑制作用。湍流度随平均风速的变化呈现幂函数递减趋势,净风环境的湍流度大于风沙环境。脉动风速的分布范围、概率分布集中性以及脉动强度与风速统计时距(Δt)有关。时距越小,脉动风速的分布范围越小,概率分布越集中。uvmax/uv随时距增大表现出先迅速减小(Δt <5 min)后趋于稳定(Δt> 5 min)的变化趋势,<5 min的风速时距能较好地反映风速脉动特性。考虑到风速数据获取的可行性,在计算输沙率时,采用1~5 min时距的风速统计资料较为合理。