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物理模拟龙卷风的风速和气压降分布特征

田玉基 钮亚楠 杨庆山 李波

田玉基, 钮亚楠, 杨庆山, 李波. 物理模拟龙卷风的风速和气压降分布特征[J]. 工程力学, 2020, 37(3): 66-76. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0163
引用本文: 田玉基, 钮亚楠, 杨庆山, 李波. 物理模拟龙卷风的风速和气压降分布特征[J]. 工程力学, 2020, 37(3): 66-76. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0163
TIAN Yu-ji, NIU Ya-nan, YANG Qing-shan, LI Bo. CHARACTERISTICS OF THE SPEEDS AND PRESSURE DROPS OF PHYSICALLY SIMULATED TORNADOES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(3): 66-76. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0163
Citation: TIAN Yu-ji, NIU Ya-nan, YANG Qing-shan, LI Bo. CHARACTERISTICS OF THE SPEEDS AND PRESSURE DROPS OF PHYSICALLY SIMULATED TORNADOES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(3): 66-76. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0163

物理模拟龙卷风的风速和气压降分布特征

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0163
基金项目: 国家自然科学基金项目(51720105005,50878040)
详细信息
    作者简介:

    钮亚楠(1992-),女,北京人,硕士生,从事结构工程设计(E-mail:553187462@qq.com);杨庆山(1968-),男,河北人,教授,博士,从事结构风工程研究(E-mail:qshyang@cqu.edu.cn);李波(1974-),男,湖北人,教授,博士,从事结构风工程研究(E-mail:libo77_@163.com).

    通讯作者: 田玉基(1967-),男,山东人,教授,博士,博导,从事结构风工程研究(E-mail:yujitian@bjtu.edu.cn).
  • 中图分类号: TU312.1

CHARACTERISTICS OF THE SPEEDS AND PRESSURE DROPS OF PHYSICALLY SIMULATED TORNADOES

  • 摘要: 与季风、台风相比,龙卷风具有空间尺度最小、风速最大的特点,常规气象观测仪器无法记录龙卷风的风场信息;到目前为止,极少量的龙卷风风场信息来自于多普勒雷达探测得到的龙卷风风速、气压特征信息。因此,基于龙卷风实测数据尚不能充分研究龙卷风的风场特征。在实验室中,利用缩尺的物理模拟器生成龙卷风风场,研究其风场特点,对于充分认识龙卷风特性具有重要意义。利用北京交通大学龙卷风模拟器生成了5种涡流比的龙卷风风场,总结分析了龙卷风的切向风速、径向风速、竖向风速以及气压降的空间分布规律,与龙卷风实测结果和龙卷风理论模型进行了对比分析。结果表明,利用北京交通大学龙卷风模拟器生成的龙卷风风场与真实龙卷风的形状相似,风速、气压降的分布特点与真实龙卷风实测值和修正兰金涡理论值吻合或基本吻合,验证了龙卷风模拟器的有效性,为进一步研究建筑、桥梁、输电线等基础设施的龙卷风风效应提供了试验平台。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-03
  • 修回日期:  2019-10-09
  • 刊出日期:  2020-05-27

物理模拟龙卷风的风速和气压降分布特征

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0163
    基金项目:  国家自然科学基金项目(51720105005,50878040)
    作者简介:

    钮亚楠(1992-),女,北京人,硕士生,从事结构工程设计(E-mail:553187462@qq.com);杨庆山(1968-),男,河北人,教授,博士,从事结构风工程研究(E-mail:qshyang@cqu.edu.cn);李波(1974-),男,湖北人,教授,博士,从事结构风工程研究(E-mail:libo77_@163.com).

    通讯作者: 田玉基(1967-),男,山东人,教授,博士,博导,从事结构风工程研究(E-mail:yujitian@bjtu.edu.cn).
  • 中图分类号: TU312.1

摘要: 与季风、台风相比,龙卷风具有空间尺度最小、风速最大的特点,常规气象观测仪器无法记录龙卷风的风场信息;到目前为止,极少量的龙卷风风场信息来自于多普勒雷达探测得到的龙卷风风速、气压特征信息。因此,基于龙卷风实测数据尚不能充分研究龙卷风的风场特征。在实验室中,利用缩尺的物理模拟器生成龙卷风风场,研究其风场特点,对于充分认识龙卷风特性具有重要意义。利用北京交通大学龙卷风模拟器生成了5种涡流比的龙卷风风场,总结分析了龙卷风的切向风速、径向风速、竖向风速以及气压降的空间分布规律,与龙卷风实测结果和龙卷风理论模型进行了对比分析。结果表明,利用北京交通大学龙卷风模拟器生成的龙卷风风场与真实龙卷风的形状相似,风速、气压降的分布特点与真实龙卷风实测值和修正兰金涡理论值吻合或基本吻合,验证了龙卷风模拟器的有效性,为进一步研究建筑、桥梁、输电线等基础设施的龙卷风风效应提供了试验平台。

English Abstract

田玉基, 钮亚楠, 杨庆山, 李波. 物理模拟龙卷风的风速和气压降分布特征[J]. 工程力学, 2020, 37(3): 66-76. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0163
引用本文: 田玉基, 钮亚楠, 杨庆山, 李波. 物理模拟龙卷风的风速和气压降分布特征[J]. 工程力学, 2020, 37(3): 66-76. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0163
TIAN Yu-ji, NIU Ya-nan, YANG Qing-shan, LI Bo. CHARACTERISTICS OF THE SPEEDS AND PRESSURE DROPS OF PHYSICALLY SIMULATED TORNADOES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(3): 66-76. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0163
Citation: TIAN Yu-ji, NIU Ya-nan, YANG Qing-shan, LI Bo. CHARACTERISTICS OF THE SPEEDS AND PRESSURE DROPS OF PHYSICALLY SIMULATED TORNADOES[J]. Engineering Mechanics, 2020, 37(3): 66-76. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0163
参考文献 (17)

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