的雷暴將產(chǎn)生下?lián)?span id="bpv55xb" class="hl">暴流[13]。下?lián)?span id="ztzbbnz" class="hl">暴流主要影響距離為50～100 km[14],這種瞬時(shí)劇烈的風(fēng)切變可能對(duì)低層建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更大的破壞潛力,特別其中強(qiáng)下沉氣流產(chǎn)生的強(qiáng)低空風(fēng)切變經(jīng)常造成輸電塔的損壞,環(huán)狀渦旋常導(dǎo)致船舶失事[15]。從工程結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的角度,基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)推導(dǎo)的下?lián)?span id="b5drdrb" class="hl">暴流風(fēng)剖面模型,對(duì)于實(shí)際區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)有著重要的意義。國(guó)際上,學(xué)者們通過(guò)原型實(shí)測(cè)、理論推導(dǎo)、模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬等4種主要手段對(duì)下?lián)?span id="pdxprtf" class="hl">暴流進(jìn)行了大量研究。OSEGUERA等[16]提出了

災(zāi)害的一種,下?lián)?span id="5nvzz55" class="hl">暴流(圖1a)與普通大氣邊界層近地風(fēng)有著顯著區(qū)別[1],對(duì)大跨空間結(jié)構(gòu)的威脅更是不容忽視。典型的如2009年美國(guó)達(dá)拉斯牛仔訓(xùn)練場(chǎng)館因遭遇下?lián)?span id="5l555rb" class="hl">暴流襲擊而發(fā)生嚴(yán)重破壞,圖1b所示為其破壞現(xiàn)場(chǎng)[2]。因此,開(kāi)展大跨空間結(jié)構(gòu)的下?lián)?span id="rfhzpzz" class="hl">暴流易損性分析具有重要意義。a—下?lián)?span id="r3fdfjv" class="hl">暴流; b—美國(guó)達(dá)拉斯牛仔訓(xùn)練場(chǎng)館倒塌。有關(guān)結(jié)構(gòu)的風(fēng)災(zāi)易損性分析,目前已有大量學(xué)者開(kāi)展了相關(guān)研究工作。Pinelli等提出了一種估計(jì)住宅結(jié)構(gòu)在颶風(fēng)作用下?lián)p傷破壞的概率模型,以及結(jié)構(gòu)損傷估

10004］下?lián)?span id="5bdrt55" class="hl">暴流是常見(jiàn)的異特氣流，具有局地性、突發(fā)性、強(qiáng)破壞性的特點(diǎn).由于下?lián)?span id="f55zl55" class="hl">暴流沖擊而在地面附近產(chǎn)生較強(qiáng)水平氣流，對(duì)工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的威脅［1］.2007 年7 月27 日，湖北省武漢市突發(fā)雷暴大風(fēng)天氣，造成江夏區(qū)、黃陂區(qū)大量房屋倒塌［2］.2011 年1月29日，巴西帕拉州貝倫市一棟37層的建筑物因下?lián)?span id="pv53vf7" class="hl">暴流發(fā)生倒塌［3］.因此開(kāi)展建筑結(jié)構(gòu)在下?lián)?span id="dhndppz" class="hl">暴流作用下的影響研究對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全十分重要［4］.近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在研究下?lián)?span id="xztxn5z" class="hl">暴流風(fēng)場(chǎng)特性的基礎(chǔ)上，利用

對(duì)流天氣——下?lián)?span id="zphfrtd" class="hl">暴流帶來(lái)的強(qiáng)風(fēng)暴雨所致。說(shuō)到這里，很多人肯定已經(jīng)一頭霧水了：下?lián)?span id="zz5r5vj" class="hl">暴流這個(gè)高冷又拗口的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，是什么鬼東西？氣象部門(mén)為何不能提前預(yù)報(bào)呢？無(wú)論是下?lián)?span id="5dtxjf5" class="hl">暴流，還是颮線，在氣象學(xué)上都統(tǒng)稱(chēng)為“強(qiáng)對(duì)流天氣”。一般常見(jiàn)的強(qiáng)對(duì)流天氣還有雷暴、龍卷風(fēng)和冰雹等，之所以把它們合并起來(lái)起了這個(gè)統(tǒng)一的名字，就是因?yàn)闅庀髮W(xué)家發(fā)現(xiàn)，這些天氣現(xiàn)象都存在一個(gè)共同特點(diǎn)，那就是當(dāng)它們發(fā)生時(shí)大氣都存在著強(qiáng)烈的垂直對(duì)流。我們的日常生活中就存在垂直對(duì)流。在燒開(kāi)水的時(shí)候，我們通常會(huì)發(fā)現(xiàn)

中的一種，微下?lián)?span id="hhbtjvv" class="hl">暴流因其尺度小、強(qiáng)度大、生命周期短、無(wú)法及時(shí)預(yù)報(bào)等特點(diǎn)，成為了對(duì)飛行安全影響嚴(yán)重的危險(xiǎn)氣流[2-3]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者主要圍繞干微下?lián)?span id="dtzrf55" class="hl">暴流展開(kāi)了大量的研究，其中Sengupta等[4]采用大渦模擬(large eddy simulation, LES)方法對(duì)微下?lián)?span id="5vprtv5" class="hl">暴流進(jìn)行模擬并開(kāi)展數(shù)值分析；Kwon等[5]建立了關(guān)于長(zhǎng)脈沖持續(xù)時(shí)間情況下非平穩(wěn)波動(dòng)的閉合模型，以快速評(píng)估非平穩(wěn)湍流效應(yīng)；張濤等[6]通過(guò)測(cè)得實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)微下?lián)?span id="txdhrvz" class="hl">暴流進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分

擊地面后形成下?lián)?span id="jzpdpb5" class="hl">暴流。定日鏡場(chǎng)一般布置于開(kāi)闊場(chǎng)地，受風(fēng)力作用影響明顯，處于強(qiáng)風(fēng)作用時(shí)，其工作狀態(tài)極易受到影響，甚至產(chǎn)生破壞[6]。與常規(guī)風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速沿高度方向單調(diào)緩慢增加相比，下?lián)?span id="zlphfdb" class="hl">暴流風(fēng)速沿高度方向在地面附近迅速增加到最大值，這將會(huì)對(duì)高度普遍在10m左右的定日鏡帶來(lái)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)風(fēng)速的強(qiáng)風(fēng)威脅[7]。定日鏡抗風(fēng)問(wèn)題一直是塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。王鶯歌[8]對(duì)定日鏡剛性模型進(jìn)行了三維風(fēng)荷載風(fēng)洞試驗(yàn)，獲得定日鏡鏡面風(fēng)壓脈動(dòng)時(shí)程數(shù)據(jù)，同時(shí)建立定日鏡有限元

發(fā)安全隱患.下?lián)?span id="ftjpdrh" class="hl">暴流是由強(qiáng)下沉氣流劇烈沖擊地面而形成的一種近地面短時(shí)破壞性強(qiáng)風(fēng)[2]，多發(fā)生在熱帶和亞熱帶氣候地區(qū)，具有突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大等特點(diǎn).近年來(lái)，下?lián)?span id="ffzpd3n" class="hl">暴流在世界各地頻發(fā)，造成了不同程度的經(jīng)濟(jì)損失，這種災(zāi)害性氣象引起了風(fēng)工程研究者們的重視[3-4].貴州壩陵河大橋在2016 年遭遇下?lián)?span id="lh3lnzn" class="hl">暴流災(zāi)害，橋上瞬時(shí)風(fēng)速最高達(dá)到34 m/s，橋上部分設(shè)施遭到破壞[5].Chay 等[6-7]結(jié)合了風(fēng)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法在研究下?lián)?span id="ztxdzzj" class="hl">暴流上的可行性.目前，下?lián)?/div>

五邑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2022年4期2023-01-02

且修復(fù)困難。下?lián)?span id="fvvp5fz" class="hl">暴流作為極端強(qiáng)風(fēng)的一種，是由強(qiáng)下沉氣流猛烈沖擊地面形成的近地面短時(shí)破壞性強(qiáng)風(fēng)[1],具有突發(fā)性強(qiáng)、范圍小、生命周期短、出流強(qiáng)度大等特點(diǎn)。下?lián)?span id="pdj3ljj" class="hl">暴流極端強(qiáng)風(fēng)災(zāi)害，可導(dǎo)致房屋破壞、輸電塔及通信塔倒塌等(圖1)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)生活。其中，輸電塔結(jié)構(gòu)由于具有結(jié)構(gòu)高、柔性強(qiáng)和阻尼小等特點(diǎn)，在下?lián)?span id="7hlbdxh" class="hl">暴流作用下風(fēng)振響應(yīng)顯著，風(fēng)致災(zāi)害尤為嚴(yán)重。為此，本文從下?lián)?span id="5ndftrd" class="hl">暴流風(fēng)場(chǎng)特性的角度出發(fā)，介紹了其風(fēng)速特征及理論與數(shù)值分析方法，概括總結(jié)了在下?lián)?/div>

工程與建設(shè) 2022年5期2022-12-11

可粗略地分為下?lián)?span id="fhpt5xx" class="hl">暴流直接導(dǎo)致的大風(fēng)或由下沉氣流冷池前沿陣風(fēng)鋒導(dǎo)致的大風(fēng)，有時(shí)兩者也未必能完全區(qū)分。下?lián)?span id="5zbrdd5" class="hl">暴流大風(fēng)是其中的一種，定義為雷暴內(nèi)強(qiáng)烈下沉氣流導(dǎo)致的輻散大風(fēng)(Fujita,1981)。由于受環(huán)境和風(fēng)暴移動(dòng)的影響，下?lián)?span id="ftbtrp5" class="hl">暴流往往是非對(duì)稱(chēng)的，在實(shí)況和雷達(dá)回波上并不一定能觀測(cè)到對(duì)稱(chēng)的輻散速度對(duì)，參考Smith等(2004)的界定，下?lián)?span id="f5pxtfd" class="hl">暴流為雷暴內(nèi)強(qiáng)烈下沉氣流導(dǎo)致的水平輻散尺度在10 km以下的小范圍雷暴大風(fēng)，當(dāng)?shù)孛嫠矔r(shí)風(fēng)速超過(guò)25 m·s-1時(shí)，才界定為致災(zāi)

074）引言下?lián)?span id="b5dtrhh" class="hl">暴流是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大的強(qiáng)對(duì)流天氣，常導(dǎo)致樹(shù)木和農(nóng)作物倒伏、房屋倒塌，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。Fujita和Byers(1977)將下?lián)?span id="fj5xzn5" class="hl">暴流定義為地面上水平風(fēng)速超過(guò)17.9 m·s-1、中空氣流向下、地面氣流呈輻散或直線型的災(zāi)害性大風(fēng)。因其時(shí)空尺度小、致災(zāi)性強(qiáng)、形成機(jī)理復(fù)雜，加之現(xiàn)有觀測(cè)資料中缺少高時(shí)空分辨率探測(cè)數(shù)據(jù)，很難捕捉到下?lián)?span id="r5pz5pj" class="hl">暴流天氣過(guò)程中的中小尺度信息，因此下?lián)?span id="5nfv5p5" class="hl">暴流天氣預(yù)報(bào)預(yù)警是當(dāng)前短時(shí)臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的難點(diǎn)。多年來(lái)

天氣中產(chǎn)生的下?lián)?span id="f1djx7r" class="hl">暴流引起［8-10］，進(jìn)而造成直立鎖縫屋面系統(tǒng)風(fēng)揭破壞.為了避免風(fēng)揭破壞的發(fā)生，建立一套適用于下?lián)?span id="plfvh5l" class="hl">暴流作用下的直立鎖縫屋面系統(tǒng)可靠度評(píng)估方法以用于指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的工程實(shí)用意義.進(jìn)行下?lián)?span id="vnnrfx5" class="hl">暴流作用下直立鎖縫屋面系統(tǒng)抗風(fēng)揭可靠度評(píng)估，需首先確定屋面的風(fēng)荷載大小和分布.對(duì)此，學(xué)者們圍繞下?lián)?span id="5j55hxp" class="hl">暴流屋面風(fēng)荷載特性開(kāi)展了一系列試驗(yàn)以及數(shù)值模擬研究.Zhang等［11-12］通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)分別研究了下?lián)?span id="fhpt5vf" class="hl">暴流作用下低矮建筑以及高層建筑的表面壓力分布特征；J

）將其定義為下?lián)?span id="brxdrrd" class="hl">暴流，下?lián)?span id="hnfxjh5" class="hl">暴流分為宏下?lián)?span id="lf5nl5p" class="hl">暴流（尺度大于10 km，持續(xù)時(shí)間大于10 min）和微下?lián)?span id="tv5pdfb" class="hl">暴流（尺度小于4 km，持續(xù)時(shí)間小于10 min）。下?lián)?span id="jlnzn5t" class="hl">暴流對(duì)航空領(lǐng)域影響顯著（威脅飛機(jī)的起降等），下?lián)?span id="vtvjj5x" class="hl">暴流引發(fā)的災(zāi)害大風(fēng)會(huì)引起樹(shù)木損毀、房屋倒塌，造成嚴(yán)重的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。國(guó)際上對(duì)下?lián)?span id="dp555dr" class="hl">暴流的研究開(kāi)展較早。Fujita（1985）和Wakimoto（1985）依據(jù)下?lián)?span id="j55p5rb" class="hl">暴流發(fā)生時(shí)是否伴有強(qiáng)降水將其分為干微下?lián)?span id="x55tddh" class="hl">暴流和濕微下?lián)?span id="73zxhvt" class="hl">暴流。Johns 等（1992）在

王力什么是下?lián)?span id="55hjh5z" class="hl">暴流下?lián)?span id="fhlpd5x" class="hl">暴流，顧名思義就是高速下降的氣流，由于氣流下降速度很快，是以高速摔到地面，所以氣流呈輻散狀或直線型，是災(zāi)害很強(qiáng)的破壞性大風(fēng)。下?lián)?span id="bl55fpn" class="hl">暴流多產(chǎn)生于發(fā)展成熟的強(qiáng)雷暴云中，由強(qiáng)雷暴云中的強(qiáng)下沉氣流形成，是一種局地性的極端天氣，風(fēng)速超過(guò)17.9米/秒。下?lián)?span id="7xrvthv" class="hl">暴流的母體是強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)，強(qiáng)對(duì)流是指伴隨著電閃雷鳴出現(xiàn)雷暴大風(fēng)、冰雹、短時(shí)強(qiáng)降水的具有重大殺傷力的災(zāi)害性天氣。每年的春末、夏、早秋是強(qiáng)對(duì)流的多發(fā)季節(jié)。從大氣學(xué)的角度看，強(qiáng)對(duì)流天氣一般是在有利的大

61003)下?lián)?span id="bf555d5" class="hl">暴流是一種強(qiáng)烈的下沉氣流，并在下沉氣流沖擊阻礙物時(shí)產(chǎn)生向周?chē)鷶U(kuò)散的沖擊強(qiáng)風(fēng)，下?lián)?span id="55bpdfd" class="hl">暴流的整個(gè)過(guò)程將威脅飛機(jī)、船舶與結(jié)構(gòu)物的安全，其產(chǎn)生的災(zāi)害影響越來(lái)越受到人們的關(guān)注.下?lián)?span id="xlhxlzp" class="hl">暴流通常發(fā)生在雷暴期間，發(fā)生概率在60%至70%之間[1].已有學(xué)者[2-6]對(duì)下?lián)?span id="r5bzbb5" class="hl">暴流作用在平地面、山地、平屋面、高層建筑、輸電線塔等進(jìn)行數(shù)值仿真模擬；另有學(xué)者[7-9]進(jìn)行了大量的物理模擬試驗(yàn)，得到與實(shí)際情況相似的結(jié)果.上述研究重點(diǎn)關(guān)注下?lián)?span id="5zfj5z5" class="hl">暴流產(chǎn)生的直線風(fēng)在陸地上形成的風(fēng)

很多，其中，下?lián)?span id="t5fjz5x" class="hl">暴流就是曾造成過(guò)多起空難的“兇手”?？罩畜@變1975年6月24日，美國(guó)一架飛往紐約的班機(jī)即將到達(dá)目的地，準(zhǔn)備在機(jī)場(chǎng)著陸。就在飛機(jī)接近機(jī)場(chǎng)的過(guò)程中，飛機(jī)先是被一股強(qiáng)大的力量大幅抬高，然后急速下降，最終在距離機(jī)場(chǎng)跑道約700米處撞上地面。飛機(jī)墜毀，還引起了火災(zāi)，讓機(jī)上所有人都陷入了火海。事故最終造成機(jī)上113人死亡，11人受傷。飛機(jī)穿過(guò)下?lián)?span id="vlf5rtp" class="hl">暴流（想象圖）。無(wú)獨(dú)有偶，1982年7月9日，美國(guó)一架飛往拉斯維加斯的飛機(jī)在起飛后不久，同樣被抬升后又猛烈

地風(fēng)。我國(guó)是下?lián)?span id="nnft5vv" class="hl">暴流發(fā)生的高頻國(guó)家，全國(guó)各地均存在發(fā)生下?lián)?span id="zpjzzlj" class="hl">暴流的可能性[7]。下?lián)?span id="ff5lxzx" class="hl">暴流多產(chǎn)生于雷暴天氣環(huán)境中，其瞬時(shí)風(fēng)速可超過(guò)60 m/s，是一種生成于地面或近地面附近并且極具突發(fā)性和破壞性的強(qiáng)下沉氣流[8]。這種強(qiáng)風(fēng)作用會(huì)對(duì)其范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)造成很大的影響。吉柏鋒[9]通過(guò)數(shù)值模擬，對(duì)比分析了下?lián)?span id="fhn35pn" class="hl">暴流穩(wěn)態(tài)風(fēng)場(chǎng)和常規(guī)風(fēng)場(chǎng)中定日鏡表面的風(fēng)壓分布特征的不同，但實(shí)際上，下?lián)?span id="rr5lt5d" class="hl">暴流在形成、下沉和擴(kuò)散過(guò)程中，風(fēng)速具有很強(qiáng)的瞬態(tài)特征，在下?lián)?span id="r5nzj5h" class="hl">暴流沖擊地面并沿地面擴(kuò)展整個(gè)過(guò)程中

中的一種，微下?lián)?span id="hhbff3d" class="hl">暴流因其尺度小、強(qiáng)度大、生命周期短、無(wú)法及時(shí)預(yù)報(bào)等特點(diǎn)，成為了對(duì)飛行安全影響嚴(yán)重的危險(xiǎn)氣流[2-3]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者主要圍繞干微下?lián)?span id="jnrjjvx" class="hl">暴流展開(kāi)了大量的研究，其中Sengupta等[4]采用大渦模擬(large eddy simulation, LES)方法對(duì)微下?lián)?span id="rtzrh55" class="hl">暴流進(jìn)行模擬并開(kāi)展數(shù)值分析；Kwon等[5]建立了關(guān)于長(zhǎng)脈沖持續(xù)時(shí)間情況下非平穩(wěn)波動(dòng)的閉合模型，以快速評(píng)估非平穩(wěn)湍流效應(yīng)；張濤等[6]通過(guò)測(cè)得實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)微下?lián)?span id="jn5lljf" class="hl">暴流進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分

著人員傷亡。下?lián)?span id="fhnz555" class="hl">暴流是多種強(qiáng)風(fēng)災(zāi)害中的一類(lèi)特殊氣候現(xiàn)象，其發(fā)生區(qū)域涉及全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，在亞洲、澳洲以及北美等地更是頻繁發(fā)生。統(tǒng)計(jì)資料顯示，僅澳大利亞、美國(guó)以及南非等地，“風(fēng)氣候”這一罪魁禍?zhǔn)滓l(fā)的大量輸電線塔破壞事故中，就有約80%是由下?lián)?span id="btz55rd" class="hl">暴流或龍卷風(fēng)等極端風(fēng)氣候所致[1]。下?lián)?span id="dztl5zl" class="hl">暴流大多產(chǎn)生于雷暴天氣環(huán)境中，1978年，F(xiàn)ujita[2]首先給出了下?lián)?span id="zj3hxx5" class="hl">暴流的定義，即一種生成于地面或近地面附近并且極具突發(fā)性和破壞性的強(qiáng)下沉氣流。2009年5月，美國(guó)達(dá)拉斯

50 引 言下?lián)?span id="tv5tvh5" class="hl">暴流是一種在雷暴天氣中由強(qiáng)下沉氣流猛烈沖擊地面而形成并沿地表傳播的近地面短時(shí)破壞性強(qiáng)風(fēng)[1]。在雷暴天氣中，發(fā)生微下?lián)?span id="rrpfdpr" class="hl">暴流的概率可達(dá)60%～70%，產(chǎn)生的近地面強(qiáng)風(fēng)最大風(fēng)速可超過(guò)60 m/s。在世界范圍內(nèi)，下?lián)?span id="ffj5h5l" class="hl">暴流造成了大量工程結(jié)構(gòu)物的破壞[2]。下?lián)?span id="ffxz5pf" class="hl">暴流具有較強(qiáng)的突發(fā)性，較難記錄實(shí)際的下?lián)?span id="p5lzznz" class="hl">暴流事件，因此，風(fēng)洞試驗(yàn)是研究下?lián)?span id="t35vt5v" class="hl">暴流的主要手段。實(shí)驗(yàn)室研究下?lián)?span id="xhl3rf5" class="hl">暴流普遍采用沖擊射流裝置。早期，沖擊射流裝置主要用于模擬平穩(wěn)風(fēng)場(chǎng)特性，由于水平放置，一定

10180）下?lián)?span id="v5nrfdr" class="hl">暴流是強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)中強(qiáng)烈下沉的冷氣流撞擊近地面暖濕空氣后驟然形成的一種極端風(fēng)，具有很強(qiáng)的隨機(jī)特性，其研究起源于20世紀(jì)70年代［1］。由于毀壞性極強(qiáng)，因此在世界各地導(dǎo)致了多起人員傷亡和建筑結(jié)構(gòu)破壞事故［2］。下?lián)?span id="7l5rnx5" class="hl">暴流的最大水平風(fēng)速發(fā)生在近地表面，對(duì)低矮建筑具有較強(qiáng)的破壞性，因此進(jìn)行下?lián)?span id="l5bnzjf" class="hl">暴流作用下的大跨度平屋蓋結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載分布特性研究具有重要的實(shí)際意義。風(fēng)場(chǎng)特性中的平均風(fēng)速、湍流強(qiáng)度、脈動(dòng)風(fēng)速功率譜、脈動(dòng)風(fēng)湍流積分尺度等都會(huì)直接影響建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)

30063）下?lián)?span id="pr5v5n5" class="hl">暴流是一種雷暴云中局部強(qiáng)下沉氣流在到達(dá)地面后產(chǎn)生的直線型大風(fēng)，在接近地面處風(fēng)速達(dá)到最大，具有突發(fā)性、局部性和隨機(jī)性等特點(diǎn)[1].我國(guó)是下?lián)?span id="pf5dnbz" class="hl">暴流多發(fā)國(guó)家之一，在全國(guó)較大范圍內(nèi)均有發(fā)生的可能性[2].下?lián)?span id="x5lnzbf" class="hl">暴流對(duì)工程結(jié)構(gòu)影響較大，可能引起建筑結(jié)構(gòu)、輸電線塔、橋梁結(jié)構(gòu)附屬設(shè)施等破壞[3-5].因此，開(kāi)展下?lián)?span id="fnf5rrn" class="hl">暴流風(fēng)特性及其對(duì)工程結(jié)構(gòu)影響的研究具有十分重要的意義.國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者針對(duì)下?lián)?span id="5rxnbzl" class="hl">暴流風(fēng)特性及其對(duì)結(jié)構(gòu)的影響開(kāi)展了大量的研究工作，主要工作有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)[

龍卷風(fēng)相似，下?lián)?span id="5hjlz5f" class="hl">暴流也是一種強(qiáng)致災(zāi)性局地極端強(qiáng)風(fēng)，具有空間尺度小、突發(fā)性強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間短、風(fēng)速大且變化劇烈的特點(diǎn)，近年來(lái)在我國(guó)造成了巨大財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，如2015 年“東方之星”游輪傾覆事故[15]。Sengupta等[16]利用物理模擬器研究了下?lián)?span id="rlhbnfr" class="hl">暴流作用下立方體表面風(fēng)壓分布特性；趙揚(yáng)和曹曙陽(yáng)[17]利用主動(dòng)控制風(fēng)洞研究了下?lián)?span id="rrj5j5l" class="hl">暴流產(chǎn)生的風(fēng)速突變氣流對(duì)結(jié)構(gòu)空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響；李藝等[18]、李宏海和歐進(jìn)萍[19]、汪之松等[20]、湯卓等[21]、陳勇

構(gòu)發(fā)生破壞．下?lián)?span id="5zt5lz5" class="hl">暴流是雷暴天氣中一種常見(jiàn)的近地面強(qiáng)風(fēng)，瞬時(shí)速度可達(dá)75 m/s，且其發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)具有隨機(jī)性，難以預(yù)防，對(duì)工程結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)致災(zāi)性[5]．此外，下?lián)?span id="tnp5tvh" class="hl">暴流受風(fēng)暴移動(dòng)和下沉氣流變化影響，整體風(fēng)場(chǎng)呈現(xiàn)出不穩(wěn)定、隨時(shí)間和空間變化劇烈的特點(diǎn)[6].相比于大氣邊界層風(fēng)的風(fēng)速沿高度單調(diào)緩慢增加，下?lián)?span id="5l5drtb" class="hl">暴流風(fēng)速可在近地面高度迅速增大至最大值，這將對(duì)安裝高度普遍在10 m左右的定日鏡帶來(lái)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)風(fēng)速的強(qiáng)風(fēng)威脅．定日鏡抗風(fēng)問(wèn)題是塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)中的研究熱點(diǎn)

5提 要： 下?lián)?span id="t5hjzl5" class="hl">暴流是對(duì)流風(fēng)暴最常發(fā)生的天氣現(xiàn)象，預(yù)報(bào)其初始爆發(fā)是強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴預(yù)報(bào)中最具挑戰(zhàn)性的內(nèi)容之一。提出一種綜合使用雷達(dá)和探空觀測(cè)資料的下?lián)?span id="hn5555l" class="hl">暴流臨近預(yù)報(bào)算法。在對(duì)雷達(dá)基數(shù)據(jù)進(jìn)行地物雜波抑制和徑向速度退模糊以及對(duì)探空資料進(jìn)行處理得到0℃、-20℃和最小相當(dāng)位溫高度的基礎(chǔ)上，該算法首先進(jìn)行風(fēng)暴單體識(shí)別追蹤和冰雹指數(shù)的計(jì)算；然后進(jìn)行中層徑向輻合特征和中氣旋識(shí)別，并使之與識(shí)別的風(fēng)暴單體相關(guān)聯(lián)；最后提取諸多風(fēng)暴單體的雷達(dá)特征量，經(jīng)批量下?lián)?span id="bx3nt55" class="hl">暴流和非下?lián)?span id="tjrt55d" class="hl">暴流個(gè)例統(tǒng)計(jì)

30070)下?lián)?span id="r5jtrpp" class="hl">暴流為雷暴天氣中強(qiáng)下沉氣流撞擊地面后向四周擴(kuò)散而引起的沖擊性近地面強(qiáng)風(fēng)[1]。該風(fēng)場(chǎng)持續(xù)時(shí)間較短，作用范圍較小，直徑可小于4 km，但風(fēng)速較高，可達(dá)40～50 m/s，最大風(fēng)速位于距離地面高度30～80 m處[2]。輸電線路往往綿延數(shù)百公里，其遭遇雷暴風(fēng)作用的概率較大，加之塔線耦聯(lián)結(jié)構(gòu)具有柔度大、阻尼小的特點(diǎn)，本身就對(duì)風(fēng)荷載較為敏感。在我國(guó)，由下?lián)?span id="npfr5dv" class="hl">暴流風(fēng)荷載導(dǎo)致的輸電桿塔的倒塌事件常有發(fā)生：2005年6月14日，江蘇泗陽(yáng)500 kV任上52

EF2級(jí)的微下?lián)?span id="5rjl35n" class="hl">暴流過(guò)程。應(yīng)用常規(guī)觀測(cè)資料以及加密自動(dòng)氣象站、探空、多普勒雷達(dá)等資料，分析了“3·21”臨桂大風(fēng)的環(huán)流背景與影響系統(tǒng)及其形成原因。結(jié)果表明：低層暖濕氣流活躍，中層顯著干層，強(qiáng)的低層垂直風(fēng)切變是大風(fēng)發(fā)生的有利條件，地面中尺度輻合線、冷鋒南壓為其提供了觸發(fā)機(jī)制。“3·21”臨桂大風(fēng)由2個(gè)超級(jí)單體風(fēng)暴合并加強(qiáng)造成，在下?lián)?span id="h5ff5xt" class="hl">暴流發(fā)生前，風(fēng)暴單體最強(qiáng)反射率因子核心高度(HGT)超過(guò)6 km，有中等強(qiáng)度中氣旋伴隨，中層徑向輻合明顯，輻合值達(dá)36 m·s-

天氣時(shí)，發(fā)生下?lián)?span id="jnt5zzf" class="hl">暴流的概率可達(dá)60%～70%（Proctor,1988）[1]，造成了大量工程結(jié)構(gòu)物的破壞。下?lián)?span id="lbf5x5h" class="hl">暴流作用下輸電線- 塔的倒塌破壞事故更是常見(jiàn)。調(diào)查表明，80%以上與天齊有關(guān)的輸電線塔結(jié)構(gòu)的倒塌時(shí)由雷暴天氣的下?lián)?span id="l55fdvd" class="hl">暴流等強(qiáng)風(fēng)所致（Dempsey and White,1996）[2]地面粗糙度對(duì)下?lián)?span id="7ttbddd" class="hl">暴流風(fēng)場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響，目前相關(guān)研究極少。關(guān)于粗糙度的研究，多著重研究大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)?，F(xiàn)有的下?lián)?span id="tj5rdpz" class="hl">暴流相關(guān)物理試驗(yàn)有李宏海通過(guò)布置粗糙元來(lái)考慮空氣動(dòng)

積停電事故。下?lián)?span id="rx55xh5" class="hl">暴流作為一種近地面附近的災(zāi)害性強(qiáng)下沉氣流[3]，在以往的研究中，雖然有學(xué)者分析了輸電塔在下?lián)?span id="zr5b55t" class="hl">暴流作用下的風(fēng)致失效，如瞿偉廉等[4]基于對(duì)邊界層風(fēng)和下?lián)?span id="jpfxxzp" class="hl">暴流風(fēng)荷載引起的彎矩效應(yīng)分析，利用最小二乘擬合承載能力模型，分析了下?lián)?span id="vxnp5bv" class="hl">暴流與近地面風(fēng)下結(jié)構(gòu)的薄弱位置與結(jié)構(gòu)破壞的范圍；Shehata等[5-6]采用框架單元和二維彎曲梁?jiǎn)卧獙?duì)塔和導(dǎo)線、地線進(jìn)行建模，在進(jìn)行輸電塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮高強(qiáng)度風(fēng)荷載(HIW)的重要性；Lin等[7]對(duì)某輸電線路和支護(hù)結(jié)

的現(xiàn)象。由于下?lián)?span id="jn5lj5n" class="hl">暴流的形成和發(fā)展過(guò)程，下?lián)?span id="drhz5xj" class="hl">暴流風(fēng)場(chǎng)中存在著很強(qiáng)的三維風(fēng)切變，在中心處存在很強(qiáng)的下沖氣流，在某些位置風(fēng)速甚至?xí)l(fā)生180°的變化，這會(huì)給建筑物和大型交通工具帶來(lái)很大的危害。周娜等[1]通過(guò)模糊邏輯與建模的方法模擬了A300飛機(jī)穿越下?lián)?span id="ln55jfp" class="hl">暴流流場(chǎng)時(shí)的進(jìn)場(chǎng)著陸特性，結(jié)果顯示飛機(jī)穿越下?lián)?span id="xxprjfr" class="hl">暴流時(shí)所受到的影響與飛機(jī)所處高度有著很大的關(guān)系;鄒鑫等[2]利用固定的沖擊射流裝置模擬了穩(wěn)態(tài)的雷暴沖擊風(fēng)風(fēng)場(chǎng)，通過(guò)調(diào)整建筑模型在風(fēng)場(chǎng)中的位置，得到了距離下?lián)?span id="np5tdz5" class="hl">暴流中心不

ta[1]將下?lián)?span id="9rzpp5h" class="hl">暴流定義為在雷暴天氣下強(qiáng)下沉氣流迅速下降沖擊地面后產(chǎn)生的一種短時(shí)強(qiáng)風(fēng)。下?lián)?span id="xjph5vx" class="hl">暴流會(huì)在距離地面比較近的位置產(chǎn)生巨大的風(fēng)速，最大風(fēng)速超過(guò)了60 m/s。由于下?lián)?span id="tltvxjx" class="hl">暴流風(fēng)場(chǎng)的特異性，使得下?lián)?span id="fr5fff5" class="hl">暴流的風(fēng)驅(qū)雨現(xiàn)象與大氣邊界層風(fēng)的風(fēng)驅(qū)雨現(xiàn)象有很大不同。目前研究風(fēng)雨耦合作用的方法主要包括現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、物理試驗(yàn)和數(shù)值仿真。1991年Choi[2]利用CFD技術(shù)基于雷諾平均法得到了三維穩(wěn)態(tài)風(fēng)場(chǎng)下雨滴軌跡，并且得到了建筑表面的WDR(Wind-Driven Rain)分

)0 引 言下?lián)?span id="f5555dt" class="hl">暴流是由強(qiáng)烈的下沉氣流沖擊地面并沿地面擴(kuò)散的一種強(qiáng)風(fēng),具有非平穩(wěn)性、突發(fā)性和強(qiáng)破壞性。早期由于下?lián)?span id="bpln5xb" class="hl">暴流導(dǎo)致一些空難引起了學(xué)者的關(guān)注[1-2]。與常規(guī)大氣邊界層風(fēng)場(chǎng)相比,下?lián)?span id="z5lvlnz" class="hl">暴流風(fēng)場(chǎng)有顯著不同[3-4];下?lián)?span id="xnzdf5f" class="hl">暴流破壞力很大,結(jié)構(gòu)在下?lián)?span id="pp57rdh" class="hl">暴流強(qiáng)風(fēng)作用下會(huì)發(fā)生嚴(yán)重破壞,甚至垮塌[5]。因此下?lián)?span id="vlr5npb" class="hl">暴流風(fēng)荷載及工程結(jié)構(gòu)在下?lián)?span id="vhxppbx" class="hl">暴流作用下風(fēng)致響應(yīng)研究具有重要意義。在下?lián)?span id="f5tbrdr" class="hl">暴流現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)方面,Fujita[6-7]為研究下?lián)?span id="fhdht5l" class="hl">暴流對(duì)飛機(jī)運(yùn)營(yíng)安全的影響,開(kāi)展了Join

擬方法，研究下?lián)?span id="jnvlrl5" class="hl">暴流作用下三種工況的定日鏡表面的風(fēng)壓分布特性。1 數(shù)值模型1.1 定日鏡模型根據(jù)Wu Z Y等[3]對(duì)鏡面板不同間隙寬度的影響研究，得知鏡面板間隙對(duì)定日鏡的靜力風(fēng)荷載影響非常小。因此，本文采用長(zhǎng)寬均為10.28 m的整塊面板模型，定日鏡與水平地面的夾角記為β。1.2 下?lián)?span id="nphn5pd" class="hl">暴流風(fēng)場(chǎng)模型下?lián)?span id="blvlxlt" class="hl">暴流計(jì)算域見(jiàn)圖1。圖1 下?lián)?span id="ftbtrnj" class="hl">暴流計(jì)算域由于下?lián)?span id="jnh55dx" class="hl">暴流模型尺寸巨大并且具有軸對(duì)稱(chēng)特性，所以采用沖擊射流模型的1/4區(qū)域，設(shè)定初始出流直徑Djet=600 m，計(jì)

30070）下?lián)?span id="fltjjxj" class="hl">暴流是強(qiáng)下沉氣流沖擊地面后向四周擴(kuò)散引發(fā)的近地面強(qiáng)風(fēng)，風(fēng)速最大值分布在距離地面50～150m高度處，容易造成輸電桿塔結(jié)構(gòu)的倒塌，對(duì)社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)巨大傷害。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)下?lián)?span id="rvb5xlj" class="hl">暴流作用下輸電桿塔的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行了研究。Li等[1]考慮邊界層的非線性變化，提出了水平速度的豎向形狀函數(shù)和修正的徑向形狀函數(shù)，令下?lián)?span id="nfx5ttr" class="hl">暴流風(fēng)場(chǎng)模型更加簡(jiǎn)單和精確。楊風(fēng)利等[2]建立有限元模型，分別計(jì)算常規(guī)風(fēng)和下?lián)?span id="5ptvl55" class="hl">暴流風(fēng)作用下輸電塔主要桿件的受力情況，并以應(yīng)力比為

1978年對(duì)下?lián)?span id="tzr5f5n" class="hl">暴流做出了明確定義以后，人們逐漸認(rèn)識(shí)到這種雷暴強(qiáng)風(fēng)的強(qiáng)破壞性。對(duì)這種能導(dǎo)致極大災(zāi)害性和破壞性的強(qiáng)風(fēng)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究學(xué)者就開(kāi)始使用各種研究方法展開(kāi)了大量研究，力求掌握這種強(qiáng)風(fēng)的形成機(jī)理和風(fēng)場(chǎng)特性，以便為工程結(jié)構(gòu)的防災(zāi)減災(zāi)、風(fēng)電設(shè)施建設(shè)等提供合理的參考依據(jù)。目前主要使用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、物理試驗(yàn)?zāi)M、解析模型和數(shù)值模擬四種方法來(lái)研究下?lián)?span id="t5bbr5f" class="hl">暴流。2007年Mason等[1]采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(Computational Fluid Dynamics，

10082）下?lián)?span id="xzdnz5n" class="hl">暴流是指雷暴云中局部性的強(qiáng)下沉氣流沖擊地面后，沿徑向產(chǎn)生的直線型水平風(fēng)速，最大風(fēng)速可達(dá)240 km/h（約為66.7 m/s）.根據(jù)下?lián)?span id="jv5bd5x" class="hl">暴流影響的范圍分為微下?lián)?span id="x5l53fd" class="hl">暴流（半徑小于4 km）和宏下?lián)?span id="5jnzx5p" class="hl">暴流（半徑大于4 km），下?lián)?span id="np5bzb5" class="hl">暴流具有突發(fā)性，且風(fēng)速變化劇烈.下?lián)?span id="vnfx5lh" class="hl">暴流會(huì)對(duì)輸電線塔、建筑結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生破壞.已有統(tǒng)計(jì)表明83%的輸電線塔系統(tǒng)破壞事故是由于下?lián)?span id="t55lzht" class="hl">暴流引起的.近年來(lái)研究表明，美國(guó)和歐洲大部分地區(qū)結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載控制值是由雷暴風(fēng)確定[1-2].Letc

而產(chǎn)生近地面下?lián)?span id="zzf5npd" class="hl">暴流強(qiáng)風(fēng)、暴雨等強(qiáng)災(zāi)害現(xiàn)象[3]。 雷暴下?lián)?span id="prntvnv" class="hl">暴流條件下的平均風(fēng)速大于17.9 m/s， 瞬時(shí)風(fēng)速高達(dá)75 m/s，堪比臺(tái)風(fēng)。 由于雷暴發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)具有隨機(jī)性，難以預(yù)防，因此，對(duì)于整個(gè)雷暴高發(fā)地區(qū)的工程結(jié)構(gòu)，應(yīng)采取一定措施，以減少雷暴帶來(lái)的影響[3]。由于塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)具有發(fā)電成本低、發(fā)電效率高的優(yōu)點(diǎn)，因此，越來(lái)越受到學(xué)者們的高度重視[4]。 定日鏡是塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站的重要組成部分， 在塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站投資建設(shè)的過(guò)程中，定日

41300)下?lián)?span id="j55p5hr" class="hl">暴流是一種突發(fā)性強(qiáng)的小尺度局地強(qiáng)風(fēng)，其近地面風(fēng)速可達(dá)75 m/s，嚴(yán)重威脅到輸電線塔和高層建筑等結(jié)構(gòu)的安全。例如，澳大利亞等國(guó)80%的輸電線塔坍塌與下?lián)?span id="txtxldj" class="hl">暴流相關(guān)[1]。下?lián)?span id="f5lzzzh" class="hl">暴流風(fēng)垂直撞擊地面后形成沿地面向外擴(kuò)散的高強(qiáng)風(fēng)，風(fēng)從下?lián)?span id="5fnrbnb" class="hl">暴流中心處向外直吹，具有很強(qiáng)的破壞力。因地面不光滑，阻礙了徑向風(fēng)的流動(dòng)，氣流風(fēng)向會(huì)因此發(fā)生變化產(chǎn)生豎向分量風(fēng)，對(duì)建筑屋蓋等影響較大。下?lián)?span id="x5hjxll" class="hl">暴流風(fēng)在撞擊地面的過(guò)程中，射流口還在發(fā)生著水平方向的運(yùn)動(dòng)，造成地表附近的風(fēng)向變化

)0 引 言下?lián)?span id="pb5ljtt" class="hl">暴流是雷暴天氣中引起近地面短時(shí)災(zāi)害性大風(fēng)的強(qiáng)下沉氣流[1]。按照水平影響范圍的大小，下?lián)?span id="zn5hv5x" class="hl">暴流分為宏下?lián)?span id="xv5xtjx" class="hl">暴流和微下?lián)?span id="nxzpdp5" class="hl">暴流，微下?lián)?span id="7txd5fb" class="hl">暴流在雷雨天氣發(fā)生的概率可達(dá)60～70%[2]。下?lián)?span id="drll3bl" class="hl">暴流在世界范圍內(nèi)造成了大量工程結(jié)構(gòu)物的破壞，尤其是導(dǎo)致輸電線塔結(jié)構(gòu)的倒塌[3]。此外，下?lián)?span id="n5vl5dp" class="hl">暴流引起的低空風(fēng)切變對(duì)飛機(jī)的起飛和降落帶來(lái)巨大威脅，是引發(fā)飛機(jī)低空飛行事故的主要原因之一[4]。作為結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，風(fēng)剖面特征是下?lián)?span id="3rj5zn5" class="hl">暴流研究的重要關(guān)注點(diǎn)之一。目前國(guó)內(nèi)外

1978)把下?lián)?span id="ndt3x5d" class="hl">暴流定義為地面上水平風(fēng)速大于17.9 m/s、中空氣流向下、地面氣流為輻散或直線型的災(zāi)害性風(fēng)，并根據(jù)外流的災(zāi)害性范圍大小，又把下?lián)?span id="flr55xz" class="hl">暴流分為宏下?lián)?span id="zhptdt5" class="hl">暴流(尺度>4 km，持續(xù)時(shí)間>10 min)和微下?lián)?span id="55prf55" class="hl">暴流(尺度20 ℃時(shí)非常利于濕下?lián)?span id="p5frdb5" class="hl">暴流的發(fā)生，而假相當(dāng)位溫差2 天氣過(guò)程簡(jiǎn)介2017年7月28日17時(shí)35分—18時(shí)(北京時(shí)間，下同)，四川省南充市的高坪區(qū)和順慶區(qū)先后遭受大風(fēng)、冰雹和短時(shí)強(qiáng)降水襲擊，瞬時(shí)風(fēng)力達(dá)10級(jí)以上，其中國(guó)家氣象觀測(cè)站高坪站

a[1]定義下?lián)?span id="x5xn3nt" class="hl">暴流為雷暴天氣中急速下沉氣流猛烈沖擊地面并向四周擴(kuò)散而引起近地面短時(shí)強(qiáng)風(fēng)的災(zāi)害現(xiàn)象，在世界各地發(fā)生的頻率都很高，嚴(yán)重影響人的正常生活甚至危及人的生命財(cái)產(chǎn)安全。2012年5月6日，日本東部地區(qū)突遇下?lián)?span id="jbtl5bd" class="hl">暴流，造成2人死亡近50人受傷，約2萬(wàn)戶(hù)家庭斷電；2015年6月1日21時(shí)26分，“東方之星”客輪遭受下?lián)?span id="lrfjpbt" class="hl">暴流襲擊，瞬時(shí)極大風(fēng)力達(dá)13級(jí)，持續(xù)時(shí)間約6分鐘，導(dǎo)致442人遇難。Proctor[2]根據(jù)相關(guān)資料分析認(rèn)為下?lián)?span id="35vvjvp" class="hl">暴流是一種普遍現(xiàn)象，在雷雨天

孫立摘 要：下?lián)?span id="fxljhv5" class="hl">暴流又名下降暴流。下?lián)?span id="tl5x53d" class="hl">暴流是雷暴強(qiáng)烈發(fā)展的產(chǎn)物，其水平尺度通常為4～40千米，產(chǎn)生的雷暴大風(fēng)可達(dá)到18米/秒以上，但其發(fā)生時(shí)間周期很短，一般只有10～16分鐘（微下?lián)?span id="phzzllx" class="hl">暴流只有短短幾分鐘）。由于下?lián)?span id="hlrrtv5" class="hl">暴流，包括微下?lián)?span id="hltn5p5" class="hl">暴流中伴有強(qiáng)烈的下降氣流和雷暴大風(fēng)，對(duì)飛行的起降有極大的危害，如果航空器在起飛階段遇到下?lián)?span id="fj55vv5" class="hl">暴流，處置不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致飛行等級(jí)事故的發(fā)生。關(guān)鍵詞：下?lián)?span id="fldjz55" class="hl">暴流；形成及危害1 下?lián)?span id="zxptt5j" class="hl">暴流的形成一般認(rèn)為，下?lián)?span id="hltvjzn" class="hl">暴流的形成和雷暴云頂?shù)纳蠜_和崩潰緊密聯(lián)

其中的非平穩(wěn)下?lián)?span id="ll5r5hd" class="hl">暴流風(fēng)速是強(qiáng)非平穩(wěn)過(guò)程.盡管極限學(xué)習(xí)機(jī)(extreme learning machine,ELM)能夠較好地?cái)M合風(fēng)速的非線性部分,但風(fēng)速非平穩(wěn)部分將對(duì)預(yù)測(cè)效果造成較大的影響,因此降低風(fēng)速非平穩(wěn)性就顯得尤為重要[1].降低非平穩(wěn)性的主要方法有小波變換和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(empirical mode decomposition,EMD).EMD將復(fù)雜非平穩(wěn)性信號(hào)分解成不同頻率段的信號(hào),從而降低序列的非平穩(wěn)性;集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(ensemble em

事故表明，微下?lián)?span id="55p5tfp" class="hl">暴流對(duì)飛機(jī)的起飛和著陸都有著極大的危害，已造成人員和財(cái)產(chǎn)的重大損失，而且，它對(duì)飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的不利影響已大大超過(guò)了具有熟練駕駛技術(shù)的飛行員實(shí)際控制飛機(jī)的能力。大量的統(tǒng)計(jì)資料顯示，風(fēng)切變的危害主要發(fā)生在300m以下的低空起飛或進(jìn)場(chǎng)著陸階段［2，4］。文獻(xiàn)［6］從流體動(dòng)力學(xué)的角度研究了下?lián)?span id="prdp7p5" class="hl">暴流特性，但沒(méi)有分析其對(duì)飛機(jī)造成的危險(xiǎn)程度；文獻(xiàn)［7］仿真分析了微下?lián)?span id="xhlb5dn" class="hl">暴流的水平風(fēng)的變化規(guī)律，沒(méi)有考慮垂直風(fēng)的影響作用［8］。Cessna-C310（如圖2所示）是

00024)下?lián)?span id="5zfj5vh" class="hl">暴流是一種雷暴云中局部性的強(qiáng)下沉氣流，到達(dá)地面后會(huì)產(chǎn)生一股直線型大風(fēng)，越接近地面風(fēng)速會(huì)越大，是一種突發(fā)性、局地性、小概率的強(qiáng)對(duì)流天氣。輸電塔線在下?lián)?span id="jn5bnnj" class="hl">暴流作用下經(jīng)常受到破壞。輸電塔線是重要的生命線工程，輸電塔的倒塌會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)的癱瘓，嚴(yán)重影響人們的生活生產(chǎn)需要，因此下?lián)?span id="33fhxlx" class="hl">暴流作用下輸電線的風(fēng)振響應(yīng)研究成為了一個(gè)十分重要的課題。由于下?lián)?span id="5frr5xf" class="hl">暴流的突發(fā)性較強(qiáng)，突發(fā)地點(diǎn)不確定，持續(xù)時(shí)間較短，實(shí)測(cè)下?lián)?span id="3d5hrpn" class="hl">暴流風(fēng)場(chǎng)成為了一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于下

00089）下?lián)?span id="fflppd5" class="hl">暴流由Fujita等[1]定義，即把地面上水平風(fēng)速超過(guò)17.9m/s、中空氣流向下、地面氣流為輻散或直線型的災(zāi)害性大風(fēng)定義為下?lián)?span id="5ntxz5r" class="hl">暴流，并根據(jù)災(zāi)害性范圍和時(shí)間分為宏下?lián)?span id="v55d5vr" class="hl">暴流和微下?lián)?span id="prll535" class="hl">暴流。宏下?lián)?span id="tx5h5xx" class="hl">暴流的空間尺度大于4km，持續(xù)時(shí)間大于10min，而微下?lián)?span id="b5xj5dn" class="hl">暴流的空間尺度小于4km，持續(xù)時(shí)間小于10min。下?lián)?span id="55xnbdd" class="hl">暴流是一種低空風(fēng)切變的表現(xiàn)形式，隨之而來(lái)的常常是破壞性地引起樹(shù)木、農(nóng)作物倒伏和房屋倒塌，局地造成機(jī)毀人亡等巨大損失。目前，關(guān)于下?lián)?span id="bd5t5bh" class="hl">暴流監(jiān)的研究

時(shí)仿真中的微下?lián)?span id="dhnpzz5" class="hl">暴流建模研究王云，張志強(qiáng)，孫雙雙，楊衍舒，韓立（航空工業(yè)洪都，江西南昌330024）在飛行模擬器研制過(guò)程中，為使飛行仿真系統(tǒng)能夠高逼真度的模擬大氣擾動(dòng)對(duì)飛行的影響，需要建立各種風(fēng)場(chǎng)模型。本文分析了微下?lián)?span id="n5l5nlt" class="hl">暴流的特征和用于飛行實(shí)時(shí)仿真中的建模需求。針對(duì)真實(shí)微下?lián)?span id="z5hffff" class="hl">暴流風(fēng)場(chǎng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了不同強(qiáng)度及位置的微下?lián)?span id="5dvxbdt" class="hl">暴流，從而逼真地模擬復(fù)雜的微下?lián)?span id="fvbdjdh" class="hl">暴流風(fēng)場(chǎng)?；陲w機(jī)與微下?lián)?span id="b3n5jhb" class="hl">暴流的相對(duì)位置關(guān)系插值計(jì)算微下?lián)?span id="n5pljtd" class="hl">暴流產(chǎn)生的風(fēng)場(chǎng)模型，使用該建模方法可重配置，能應(yīng)用于

暴，他稱(chēng)之為下?lián)?span id="ptxjhtt" class="hl">暴流。下?lián)?span id="nnfxllz" class="hl">暴流的尺度有很大的差異，他把災(zāi)害性風(fēng)的水平尺度小于4千米的下?lián)?span id="z5pd55r" class="hl">暴流稱(chēng)為微下?lián)?span id="zxpfjhv" class="hl">暴流。由于微下?lián)?span id="brz5tdd" class="hl">暴流的尺度很小，強(qiáng)度往往又很大，飛機(jī)在起飛降落過(guò)程中遇到時(shí)，在很短的時(shí)間內(nèi)要經(jīng)歷從逆風(fēng)到順風(fēng)的轉(zhuǎn)變，飛行員往往反應(yīng)不及而發(fā)生事故，所以它對(duì)飛行安全的危害更大。直到20世紀(jì)70年代末，下?lián)?span id="hjrd5lr" class="hl">暴流存在的證據(jù)才陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。1978年5月29日，藤田哲也和美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（NCAR）高級(jí)科學(xué)家詹姆斯·威爾遜在伊利諾伊州約克維爾附近用多普勒雷達(dá)示波

30）針對(duì)微下?lián)?span id="frjnlbh" class="hl">暴流風(fēng)切變會(huì)對(duì)飛行器造成嚴(yán)重危害的情況，分析了微下?lián)?span id="xzbl5p5" class="hl">暴流風(fēng)切變的成因和Vicroy數(shù)學(xué)模型，為了使飛機(jī)有效避開(kāi)微下?lián)?span id="vhd5rbp" class="hl">暴流風(fēng)切變危險(xiǎn)區(qū)，結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)和飛行力學(xué)，提出了飛行控制算法，并與傳統(tǒng)的控制算法進(jìn)行了對(duì)比分析；仿真結(jié)果表明，提出的控制算法能較好地實(shí)現(xiàn)路徑控制，并優(yōu)于傳統(tǒng)的PID和SOFNN控制算法。微下?lián)?span id="rtzdpnn" class="hl">暴流； 路徑規(guī)劃； 風(fēng)切變； 風(fēng)速風(fēng)切變是指風(fēng)速或風(fēng)向在某一方向上突然變化的一種大氣現(xiàn)象，一般把高度低于600 m的風(fēng)切變稱(chēng)為低空風(fēng)切

算法的非平穩(wěn)下?lián)?span id="rb5vvx5" class="hl">暴流風(fēng)速預(yù)測(cè)李春祥1,遲恩楠1,何亮1,李正農(nóng)2(1.上海大學(xué) 土木工程系,上海200072；2.湖南大學(xué) 土木工程學(xué)院,長(zhǎng)沙410082)根據(jù)非平穩(wěn)過(guò)程的進(jìn)化譜理論，導(dǎo)出基于TARMA模型的非平穩(wěn)脈動(dòng)風(fēng)速模擬式?；谀M解析式，得到一些空間點(diǎn)非平穩(wěn)下?lián)?span id="z5hljj5" class="hl">暴流風(fēng)速的模擬時(shí)間序列；運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?EMD)和基于粒子群優(yōu)化(PSO)的最小二乘支持向量機(jī)(LSSVM)(簡(jiǎn)稱(chēng)為PSO-LSSVM)算法，經(jīng)MATLAB平臺(tái)編制程序，根據(jù)上下空間點(diǎn)風(fēng)速

魁禍?zhǔn)住薄聯(lián)?span id="zlrj5pv" class="hl">暴流。作為一種災(zāi)害性天氣，下?lián)?span id="jvpff5x" class="hl">暴流看不見(jiàn)，也摸不著，就像一個(gè)隱形殺手，總在不經(jīng)意間帶來(lái)致命傷害，所以，人們又把它稱(chēng)為“低空風(fēng)怪”。從天而降的“氣流彈”下?lián)?span id="vhx5fdh" class="hl">暴流，可以說(shuō)是一個(gè)非?！案呃洹钡目茖W(xué)名詞，此前可能很多人都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)。那么，什么是下?lián)?span id="5tllj55" class="hl">暴流呢？首先讓我們看看《大氣科學(xué)辭典》的權(quán)威解釋?zhuān)合聯(lián)?span id="rxnhfjt" class="hl">暴流是一股在地面或地面附近引起輻射型災(zāi)害性大風(fēng)的強(qiáng)烈下沉氣流。通俗來(lái)講，下?lián)?span id="fhf5vp5" class="hl">暴流就是從云中快速下沖的一股強(qiáng)烈氣流，觸及地面后向四面八方散開(kāi)。我們可以把

——颮線伴有下?lián)?span id="5tjzllz" class="hl">暴流——帶來(lái)的強(qiáng)風(fēng)暴雨襲擊導(dǎo)致的特別重大災(zāi)難性事件。調(diào)查報(bào)告中所提到的兩種天氣現(xiàn)象——颮線和下?lián)?span id="zvbhlll" class="hl">暴流，特別是后者，不但廣大公眾可能是第一次聽(tīng)說(shuō)，即便是專(zhuān)業(yè)氣象人員，也大多只是從研究論文中對(duì)其略知一二。下?lián)?span id="jllrpt3" class="hl">暴流與颮線及人們所熟知的龍卷風(fēng)在發(fā)生時(shí)由于都伴有雷暴、大風(fēng)、冰雹等過(guò)程，因此破壞力極強(qiáng)。同時(shí)，他們又都具有范圍小、時(shí)間短和發(fā)展快的特點(diǎn)，難以被目前絕大多數(shù)國(guó)家的氣象觀測(cè)網(wǎng)所捕捉到，因此又成為國(guó)際上短期重大天氣災(zāi)害預(yù)報(bào)中的難點(diǎn)之一。第二次世界

，甚至倒塌。下?lián)?span id="ttnftfb" class="hl">暴流是風(fēng)載荷的一種。云下氣體因急速流動(dòng)而發(fā)展成很強(qiáng)的下沉氣流，該氣流向下強(qiáng)烈沖擊地面后沿地面迅速散開(kāi)，進(jìn)而形成的強(qiáng)風(fēng)暴稱(chēng)為下?lián)?span id="ppv5zlx" class="hl">暴流。該風(fēng)載荷強(qiáng)度大、波及范圍大［1－2］，對(duì)輸電塔造成的倒塌破壞事故在國(guó)內(nèi)外時(shí)有發(fā)生［3－6］，故建立合理的結(jié)構(gòu)模型，對(duì)在役輸電塔的安全性進(jìn)行評(píng)定非常有必要。1 考慮損傷的輸電塔結(jié)構(gòu)整體有限元分析模型1.1 具有螺栓法蘭節(jié)點(diǎn)的完好輸電塔結(jié)構(gòu)整體有限元分析模型輸電塔結(jié)構(gòu)是較復(fù)雜的塔線藕聯(lián)體系，為精確表現(xiàn)輸電塔的實(shí)際狀

)0 引言微下?lián)?span id="tdj5jvv" class="hl">暴流屬于下沖氣流的一種,是以垂直風(fēng)切變?yōu)橹饕卣鞯膹?fù)雜風(fēng)切變區(qū)域[1-2]。研究微下?lián)?span id="l5rhtjh" class="hl">暴流對(duì)于飛機(jī)起飛、著陸時(shí)的飛行品質(zhì)分析與飛行安全保障具有重要的意義。微下?lián)?span id="ttdx55z" class="hl">暴流模型的研究目前有多種方法,例如利用基于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)與CFD數(shù)值計(jì)算的方式研究其速度場(chǎng)分布[3-4],以及基于融合重疊的方法[5]和基于渦環(huán)原理的方法[6-8]。其中Woodfield和Woods[6]最早提出的渦環(huán)原理模型是目前應(yīng)用最廣泛的一種微下?lián)?span id="jt5vll5" class="hl">暴流模型。目前的方法所構(gòu)建的微下?lián)?/div>

飛行力學(xué) 2014年4期2014-09-15

破壞性強(qiáng)風(fēng)即下?lián)?span id="jf5fttr" class="hl">暴流。所謂下?lián)?span id="zzvbxfp" class="hl">暴流，即能在地面產(chǎn)生17.9 m/s以上輻散風(fēng)的強(qiáng)烈下沉氣流[1]。Chay等[2]從本質(zhì)上詳細(xì)闡述過(guò)下?lián)?span id="f5bhfd5" class="hl">暴流風(fēng)速的形成方式。在雷暴環(huán)境中尺度較小的微下?lián)?span id="bbtl5fz" class="hl">暴流發(fā)生頻率較高，在近地面產(chǎn)生的最大風(fēng)速達(dá)75 m/s[3]。破壞性極大，屬近地面災(zāi)害性強(qiáng)風(fēng)。建筑物主體及圍護(hù)結(jié)構(gòu)均會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷、破壞，甚至垮塌[4-5]。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)?zāi)M、理論分析及數(shù)值仿真等方法對(duì)下?lián)?span id="555t5nr" class="hl">暴流展開(kāi)廣泛研究。對(duì)下?lián)?span id="dflblpd" class="hl">暴流數(shù)次實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，下?lián)?span id="5b5bzpr" class="hl">暴流風(fēng)速場(chǎng)中最大風(fēng)

63318)下?lián)?span id="hhppbdb" class="hl">暴流風(fēng)速是自然界中的極端風(fēng)荷載的來(lái)源之一，已引起世界各地許多結(jié)構(gòu)的破壞［1-2］。Fujita［3］將下?lián)?span id="pnjlvhh" class="hl">暴流風(fēng)速定義為一股強(qiáng)烈的下沉氣流引起的沿著地面或靠近地面的極具破壞力的爆發(fā)性強(qiáng)風(fēng)。Chay等［4］從本質(zhì)上詳細(xì)的闡述了下?lián)?span id="l5rzzlz" class="hl">暴流風(fēng)速的形成方式。國(guó)外許多學(xué)者通過(guò)風(fēng)場(chǎng)實(shí)測(cè)、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)M、CFD數(shù)值模擬等方法對(duì)下?lián)?span id="xhnr5tv" class="hl">暴流風(fēng)速進(jìn)行大量研究，提出了一些下?lián)?span id="llrvlnb" class="hl">暴流風(fēng)速的豎向風(fēng)剖面和水平徑向風(fēng)剖面的數(shù)學(xué)模型［5-8］。Chen等［9］在這些數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)

6）北京一次下?lián)?span id="xnvb55v" class="hl">暴流的三維數(shù)值模擬分析李夢(mèng)婕1，申雙和1，李雨鴻2，陶蘇林1（1.南京信息工程大學(xué)應(yīng)用氣象學(xué)院，江蘇南京 210044；2.遼寧省氣象科學(xué)研究所，遼寧沈陽(yáng) 110016）應(yīng)用中尺度氣象數(shù)值模式WRF模擬再現(xiàn)了2001年8月23日北京時(shí)間14時(shí)至24日00時(shí)發(fā)生在北京密云縣附近的一次典型強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴天氣，重點(diǎn)發(fā)掘并分析了密云水庫(kù)附近一次β中尺度下?lián)?span id="njbfrzz" class="hl">暴流的形成與演變過(guò)程。研究表明：（1）WRF模擬結(jié)果顯示該β中尺度下?lián)?span id="dzbrf3z" class="hl">暴流的生命期為1 h左右，水

8日福州地區(qū)下?lián)?span id="pntnbrb" class="hl">暴流分析陳齊川福建省氣象臺(tái)利用多普勒雷達(dá)資料對(duì)福州地區(qū)2011年8月18日的兩次下?lián)?span id="pd5vjjt" class="hl">暴流過(guò)程進(jìn)行分析，結(jié)果表明，反射率強(qiáng)中心的逐步下降，使得風(fēng)暴中層下沉氣流加強(qiáng)，產(chǎn)生下?lián)?span id="dpjn5lr" class="hl">暴流，速度場(chǎng)上近地層速度產(chǎn)品呈現(xiàn)輻散結(jié)構(gòu)、中層徑向輻合的特征。此次過(guò)程風(fēng)暴的強(qiáng)出流與風(fēng)暴分離后并未減弱，持續(xù)了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。利用WINDEX指數(shù)和風(fēng)暴趨勢(shì)圖可以對(duì)下?lián)?span id="jvdthfp" class="hl">暴流的預(yù)報(bào)提供幫助。下?lián)?span id="5p5vhth" class="hl">暴流 強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴 多普勒雷達(dá)0 引言Fujita[1,2]把導(dǎo)致地面上水平風(fēng)速大于1