Studies on wind environment around high buildings in urban areas

High buildings or architectural complex in urban areas remarkably distort the urban surface wind fields. As the air flow approaches,local strong wind may appear around the buildings. The strong wind makes the pedestrians on sidewalks, entrances and terrace very uncomfortable and causes the pedestrian level wind environment problem. In this studies, hot-wire wind measurement, wind scouring in wind tunnel and numerical computation were carried out to evaluate the wind environment of tall buildings in the prevailing flow conditions in Beijing areas. The results obtained by three techniques were compared and mutually verified. The conclusions drawn from three approaches agree with each other. Also the advantages and limitations of each method were analyzed. It is suggested that the combination of different techniques may produce better assessment of wind environment around high buildings.     

一种台风海面非对称风场的构造方法

针对台风数值预报中由于采用对称模型而导致预报误差的现实，通过引入非对称分布的台风最大风速、最大风速半径等因子，在得到台风报告中7级风和10级风的半径的基础上，利用最佳权系数方案来得到非对称的台风外围风速分布因子，从而对Chan and Williams 1987年提出的切向风廓线方案进行改造，进而得到了台风海面非对称风场的计算式。检验表明，该方法能够描述台风海面风场的非对称分布，具有较好的应用前景。     

OC4漂浮式风电平台的水弹性响应及波浪载荷研究

漂浮式风电平台在波浪中的摇晃运动会导致塔架根部产生很大的弯矩,极大地威胁平台结构安全。同时流体的附连水质量效应对平台塔架结构的动响应有着较为显著的影响,因此充分考虑这种流固耦合效应有利于更加准确地评估平台塔架的结构动响应。采用三维频域线性水弹性方法计算塔架在流体作用下的结构共振频率特征以及各阶模态振动的主坐标响应特性,然后通过弹性模态叠加法获得塔架的弯矩载荷。并结合概率学手段,预报了短期极限海况下塔架弯曲载荷响应,为新一代漂浮式风电平台结构安全性评估和方案设计提供了技术支撑。     

耗散大气中水平不均匀风场对内重力波传播的影响

采用包括耗散的射线跟踪方法,计算了在水平不均匀风场作用下,不同尺度重力波从对流层直至220km观测高度的传播,结果表明,垂直于重力波传播方向的风以及风剪切能够引起波射线的折射,从而导致重力波明显偏离初始传播方向.在强顺风场作用下,由于风场引起的捕获,大量重力波不能传播到观测高度.由于风场引起的多普勒频移,小周期的重力波在弱顺风条件下能够传播到观测高度.由于反射作用,强逆风场不支持周期低于约18min的较高频重力波的传播.而在弱逆风作用下,大部分中尺度范围重力波都能够传播到观测高度.本文统计了武汉电离层观象台的TID观测数据随热层风场的分布,统计结果与模拟结果符合较好.     

海上风电多源勘测数据三维一体化管理系统设计及实现

多源异构的海上风电勘测数据是海上风电场建设和后期运行维护的重要基础数据。基于GIS技术对海上风电勘测数据一体化管理系统进行了设计,实现了风电场多波束、侧扫声纳、管线路由的三维可视化表达。该系统通过三维一体化风电场勘测数据管理,可以有效辅助风电设计工作和运行维护工作,也可为同类海洋勘测数据管理系统的设计与开发提供一些参考。     

风电场设计私有云GIS平台架构研究

云计算是目前信息产业最热门的技术之一,GIS厂商纷纷将GIS软件迁移至云计算环境。与国外云计算部署不同,国内更青睐私有云技术,企业、政府机构纷纷搭建私有云GIS平台。针对风电场设计的特点,本文基于目前云计算应用和研究,构建了私有云GIS平台的体系框架,并对平台所涉及的主要关键技术进行了深入探索,对私有云GIS模式下的资源进行了详细的分类,包括核心服务、服务管理、用户访问接口3个部分。其中,核心服务将硬件基础设施、软件运行环境、应用程序抽象成服务,可满足多样化的风电场设计应用需要。     

基于2.5维面的气象数据可视化技术——以风场数据显示为例

根据2.5维面的设计思想及曲面可视化的方法,结合部分气象数据信息具有相同的经纬度范围和海拔高度的特点,构造了基于温度和可降水量的2.5维面,并重点提出在2.5维面上进行风场流线可视化的方法。实践证明,应用2.5维面分析气象数据在一定程度上平衡了运算量和可视化结果之间的矛盾,对地理环境气象数据的分析和比较有帮助作用。     

Progressive Transformation of a Flux Rope to an ICME

The solar wind conditions at one astronomical unit (AU) can be strongly disturbed by interplanetary coronal mass ejections (ICMEs). A subset, called magnetic clouds (MCs), is formed by twisted flux ropes that transport an important amount of magnetic flux and helicity, which is released in CMEs. At 1 AU from the Sun, the magnetic structure of MCs is generally modeled by neglecting their expansion during the spacecraft crossing. However, in some cases, MCs present a significant expansion. We present here an analysis of the huge and significantly expanding MC observed by the Wind spacecraft during 9 – 10 November 2004. This MC was embedded in an ICME. After determining an approximate orientation for the flux rope using the minimum variance method, we obtain a precise orientation of the cloud axis by relating its front and rear magnetic discontinuities using a direct method. This method takes into account the conservation of the azimuthal magnetic flux between the inbound and outbound branches and is valid for a finite impact parameter (i.e., not necessarily a small distance between the spacecraft trajectory and the cloud axis). The MC is also studied using dynamic models with isotropic expansion. We have found (6.2±1.5)×10²⁰ Mx for the axial flux and (78±18)×10²⁰ Mx for the azimuthal flux. Moreover, using the direct method, we find that the ICME is formed by a flux rope (MC) followed by an extended coherent magnetic region. These observations are interpreted by considering the existence of a previously larger flux rope, which partially reconnected with its environment in the front. We estimate that the reconnection process started close to the Sun. These findings imply that the ejected flux rope is progressively peeled by reconnection and transformed to the observed ICME (with a remnant flux rope in the front part).     

基于GNSS-RTK的在建超高层风载动态变形监测

首先以海星达H32全能型GNSS-RTK接收机为试验仪器,进行不同星系组合的RTK定位精度试验研究。然后以在建的天津高银117大厦为监测对象,采用GPS+GLONASS+BDS三星系组合对其进行现场强风作用下的RTK动态变形监测。利用巴特沃斯滤波对实测数据进行去噪处理,得到各测点的位移曲线。分析结果表明:GPS单星系定位的平面坐标精度相对较差,双星系组合定位的平面坐标精度与三星系组合定位的平面坐标精度基本相当,但GPS+GLONASS+BDS三星系组合定位的稳定性和可靠性最强;由于施工阶段大厦结构的刚度和整体性与竣工后存在差异,故在强风作用下其按一定施工步距滞后的低矮外框的振动位移幅度大于其高耸内筒结构的振动位移幅度;大厦外框和内筒均存在横风向振动位移,且横风向振动位移与顺风向振动位移的大小相近;监测环境对监测结果有着一定的影响,66层各点的监测值误差要大于95层各点的监测值误差。     

巴音布鲁克高寒区气象观测分析

本文通过2011-2013年中天山高寒无人区自建的自动气象站获取的稀缺气象资料,客观地揭示了观测区域的气象条件,给出部分气象特征参数变化特征,为中天山高山达坂区气象观测研究工作奠定一定基础,并得出如下结果：（1）迎风坡盛行风向SE、N,SE占35%,N占25%,N向风力集中4级以下,SE明显偏大,3级风比重15%,4级风比重7%,5级风比重4%;6级风比重1%,6级以上的风力几乎为零。背风坡主导风向角度范围在247.5°-337.5°,风力基本在6级以下,6级及以上风力出现概率不足1%。3-5级风占的比重较大。（2）日平均气温≤-10℃日数所占观测总日数的百分比,其值分别为：0.0%（恰西）、44.5%（江不肯达坂）、9.8%（江巴口子）、15.1%（铁力买提达坂）。恰西、江不肯达坂、江巴口子、铁力买提达坂4站日平均相对湿度≥80%的频率分别为5.9%、18.4%、16.1%和22.6%。（3）换算得出恰西、江不肯达坂、江巴口子、铁力买提达坂观测期间10m高度最大瞬时风速与小时平均风速分别为33.8/27.9m/s、41.0/27.3 m/s、25.7/17.7m/s、34.0/17.2 m/s。