线性斜坡坡度比对地形模型风场过渡效果的数值模拟研究

摘要

为准确获得斜坡过渡段对地形模型风场特性的影响规律，采用大涡模拟（large eddy simulation,LES）方法，开展了不同坡度比斜坡过渡段风场特性数值模拟研究，其中计算域入口采用NSRFG(narrow band synthesis random flow generation)方法生成的数值湍流来流，斜坡过渡段的坡度比ξ=L/h（ξ取值为0、1、2和3，其中h为坡高，L为坡长）.研究结果表明：当来流到达斜坡过渡段时，会在过渡段底部形成回流，风速明显降低，湍流强度减小；当来流到达斜坡过渡段顶部时，风速则会显著提高，湍流强度增大；当来流经过斜坡过渡段后，平均风速剖面逐渐恢复至与入口相同.另外，ξ越大，斜坡的过渡效果越好，涡脱频率越低，且不同高度处的涡脱频率更均匀，风速放大系数变化越小，湍流积分尺度越大.当ξ=3时过渡效果最佳，并在x/h=2位置处恢复至与入口风速剖面相当，风速放大系数在更靠前的位置处恢复到初始状态.本研究可为风场特性量测用的地形模型边界过渡段设计提供参考.

关键词

风场特性 / 斜坡过渡段 / 坡度比 / 大涡模拟 / NSRFG