重力相似體系下風速比尺確定方法的試驗研究.pdf

1、基于風洞模型試驗，獲得模型結構物的風速與風壓力分布和總力的對應關系;基于理論（《港口工程荷載規(guī)范》與《海上固定平臺入級與建造規(guī)范》相同）計算得到原型風速與風壓分布和總力的對應關系;從而可依據相似基本準則，得到準確的風速比尺。該方法可以推廣到重力相似體系下任意形狀結構物的風速比尺確定中。
　　采用上述方法，對圓柱體、方柱體進行了不同風速的系列試驗，給出了重力相似體系下的圓柱體、方柱體風速比尺的修正系數。討論了幾何比尺、風場紊流度、模

2、型尺度、迎風角度、三維效應對風速比尺的影響。結果表明:
　　重力相似準則體系下考慮風作用時，應進行風速比尺修正。風速比尺修正系數k受結構物形狀、流場紊流度、幾何比尺耦合影響。
　　圓柱和方柱可以不考慮風速比尺修正的條件為模型幾何比尺λL≤30、原型風速≥50m/s（圓柱）或40m/s（方柱）。除此以外應進行風速比尺修正。文章給出了不同結構物形狀、流場紊流度、幾何比尺條件下修正系數的試驗結果，可供參考。
　　試驗范圍內，

3、有限長圓柱體三維效應對修正系數k影響約10～15％;有限方柱體三維效應對修正系數k影響≤4％。方柱迎風角變化對修正系數k的影響與風速有關，原型風速≥30m/s時可不考慮風速的影響。迎風角在0°～45°范圍變化時，10°修正系數最大、45°修正系數最小。
　　試驗結果結果顯示，在流場紊流強度ε=7％～26％的試驗范圍內，ε對風速修正系數的影響呈波動性變化，風速修正系數在ε=7％～13％區(qū)間的穩(wěn)定性不及ε=13％～26％區(qū)間的穩(wěn)定性。