基于ANSYS的斜拉桥静风稳定性及 脉动风抖振分析

以大连长山大桥为工程背景,基于ANSYS有限元软件,提出一个斜拉桥抗风分析方法。首先建立主桥段有限元模型,基于流体计算软件CFD(Computational Fluid Dynamics)得到主要梁段截面三分力系数,通过MATLAB生成Davenport脉动风速时程曲线。然后基于ANSYS二次开发功能,编制以增量法和内外迭代法为基础的非线性静风稳定性分析和以Davenport风速谱为基础的脉动风抖振分析程序。结果表明:该桥静风失稳风速为125 m/s,远大于设计风速35. 2 m/s;在随时间变化的脉动风作用下横桥向振幅最大;在相同基本风速下,脉动风作用产生的位移明显大于静风作用,特别是横桥向和转角位移。该分析结果可为以后斜拉桥抗风设计提供参考。     

一次大范围一氧化碳中毒事件的气象条件

冬季是燃煤居民一氧化碳中毒的多发季节。针对2006年2月13—16日发生在吉林省延边州罕见的大范围一氧化碳中毒事件，从大尺度环境条件、气象要素变化特征及与燃煤烟道排烟关系等方面进行了分析。分析延吉近46年冬季（1960—2005年11月-2月）气象观测资料，发现“2．13”一氧化碳中毒事件是在近地面出现强烈逆温、最大逆温层顶高度低、地面接近静风、同时气温明显回升、气压明显下降等气象条件下发生的。此气象要素组合在历史上实属罕见。一氧化碳中毒事件不是某单一气象要素决所定的，而是众多气象要素组合综合作用的结果。     

人工与自动观测静风的差异分析与应用

利用2000—2010年全国2195个国家站人工观测转为自动观测时期各站2年的资料,对2 min风向、风速进行对比分析,统计了人工与自动观测静风的差异,研究了引起差异的原因,并探索了年静风频率的应用方法。结果表明:全国人工观测的平均年静风频率为26.3%,自动观测为10.0%,平均风速越大,年静风频率越低,自动与人工观测的差异越小。湖北省平行观测期第一、第二年人工观测的平均年静风频率分别为29.1%、28.8%,自动观测较人工观测分别少18.1%和1 2.4%。造成该差异的主要原因是人工观测风速时,采取四舍五入保留整数位的方式,当风速0.5 m·s~(-1)时记录为静风,而自动观测风速≤0.2 m·s~(-1)时记录为静风。评估湖北省平行观测期第二年自动与人工观测年静风频率差异,将自动观测静风按人工观测方式处理后平均年静风频率为22.8%,与平行观测期第二年人工观测的对比差为-6.0%,较订正前(-12.4%)有明显减少。     

新型超高层节能建筑抗风研究

在大气边界层风洞进行了"珠江城"商务写字楼大比例尺(1:150)模型风洞试验,通过对风洞试验数据分析,获得了基础等效静风荷载及结构顶部风致加速度响应。并将其结果与其它较小比例尺的两个风洞试验结果相对比,分析了模型几何缩尺比、周边建筑及平均风剖面对试验结果的影响。获得的结果可以为此结构设计提供风荷载,同时也为其他建筑的抗风设计和风洞实验提供技术参考。     

百色酸雨状况及成因分析

利用百色市1992~2006年共计1 191个降水样品的观测资料,统计分析百色市酸雨的状况及其与气象条件、地形条件等因素的关系。结果表明:2、10和11月份百色酸雨的发生频率高达80%以上,15年平均为69.5%。百色酸雨累计量占总降水量的81.4%,各年降水均表现为酸性、平均pH值具有明显的年际差异而总趋势为无明显升降;15年总降水平均pH值为3.66。各级降水的平均pH值没有明显的差异;各月降水的平均pH值均小于4.5,酸雨频率较低的主汛期月平均pH值相对较大。百色酸雨和边界层静风环境的关系最为密切,而特殊的地理位置和地形条件是造成百色边界层静风环境的主要原因。百色酸雨基本上属于局源性污染型。     

乌鲁木齐冬夏静风持续时间的频率分布

本文利用乌鲁木齐5年的风速自记记录，统计了日静风持续时间的频率，并用韦伯（Weibull）分布函数对其冬、夏两季的静风持续时间资料分别进行了拟合，导出了各自的分布函数，同时与静风频率进行了比较。     

基于静风期污染物的PM2.5排放清单空间精细化方法

有利气象条件之后的静风期,极大降低了PM_2.5跨区域传输的影响,能够揭示本地源的排放状况。本文尝试性引入了静风期污染物分布揭示本地源排放特征的概念,提出了一种基于遥感数据的PM_2.5排放清单空间精细化方法：首先,利用 MODIS MCD19A2反演的ChinaHighPM_2.5数据,构建高时空分辨率PM_2.5数据融合方法;然后,构建唐山市有利气象条件之后的静风期污染物遴选方法（合理风向和风速：有利气象条件为东风,地面10 m高度风速大于3 m/s,其他风向,持续的较大风力5~10 m/s;静风期风速小于1.5~2.0 m/s）;其次,基于遴选的静风期PM_2.5数据分配MEIC清单中的PM_2.5总排放量,同时对比传统插值方法：基于GDP、人口密度、路网、土地利用类型数据,实现清单各污染源PM_2.5的1 km×1 km空间分配;最后,利用WRF-CMAQ模拟数据和地面台站实测数据进行真实性检验。研究结果表明：① PM_2.5数据填补融合方法能够有效提高PM_2.5监测数据的时空分辨率,且与地面监测值显著相关（R²=0.94,RMSE=4.64 µg/m³,NMB=2%,NME=7%）;② 引入有利气象条件后的静风期概念,提出了静风期污染物的遴选方法,有效降低了PM_2.5跨区域传输的影响,更好地反映了本地源排放的空间分布特征;③ WRF-CMAQ模拟方法的精度验证结果表明,该方法较传统面积插值法NME降低7%,NMB降低10%,RMSE降低1.54 µg/m³,R²提高11%。该方法为排放清单的空间精细化提供了新的研究思路。     

天津市城区静风与污染物浓度变化规律的分析

利用2000—2004年天津市城区气象和污染物资料,采用统计分析方法,研究了城区静风分布及污染物浓度变化规律。结果表明:静风分布有明显的日、年变化规律,在华北地形槽或低压、高压前部和高压的天气形势下易出现静风天气现象且持续时间较长。污染物浓度与风速呈现出较好的负相关,即风速越大、污染物浓度越小。但风速达到一定临界值时,TSP与风速呈正相关,大风可以引起二次扬尘并增加了空气中颗粒物的含量;PM10,SO2和NO2三种污染物在静风日的浓度值均高于非静风时的浓度值。     

南昌市一次连续空气污染过程的气象条件分析

2004年12月8—16日南昌市出现了一次连续空气污染过程。利用城市空气污染观测资料和气象常规观测资料,从天气形势和主要气象要素两个方面,对此次空气污染过程进行了分析。结果表明,此次连续空气污染事件都是出现在风速小、无雨和有雾或霾的气象条件下,高空主要为高压脊的形势或是处在西风槽底的平直气流中,低层大气稳定,中层大气增温明显;地面形势主要为地面高压脊、高压底部或是倒槽前部,地面有弱冷空气南下时不一定能改变污染状况。极厚、极强的逆温层和极小风速的持续存在是造成污染物高浓度最重要的气象条件。此外,地形也是影响南昌市空气质量水平的因素之一。     

延安市静风持续时间及其频率分布

使用延安市１９８６－１９９０年自记风资料，统计了延安市静风各级持续时间及其频率．用Ｗｅｉｂｕｌｌ分布拟合了各月静风持续时间频率，并导出其分布函数．