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加密探空与地面自动气象站资料同化对北京地区边界层数值模拟改善研究
1
作者
吴义凯
王成刚
苗世光
《气象》
北大核心
2025年第1期30-42,共13页
利用2016年8月28日至9月2日在北京市宝联、朝阳、大兴站获得的逐3 h加密探空资料与逐1 h的地面自动气象站资料,基于WRF模式与WRFDA三维变分同化系统,分别进行仅同化加密探空资料(S-DA)、仅同化地面自动气象站资料(A-DA)以及同时同化以...
利用2016年8月28日至9月2日在北京市宝联、朝阳、大兴站获得的逐3 h加密探空资料与逐1 h的地面自动气象站资料,基于WRF模式与WRFDA三维变分同化系统,分别进行仅同化加密探空资料(S-DA)、仅同化地面自动气象站资料(A-DA)以及同时同化以上两种资料(M-DA)的同化试验,研究三组资料同化方案对北京地区边界层数值模拟的改善影响。结果表明:垂直方向上,加密探空资料对于改善模拟结果起核心作用,可使边界层范围内温度、相对湿度、风速的均方根误差分别减少65%、61%、22%。地面自动气象站资料对垂直方向的模拟结果亦有贡献,但改善力度小、影响范围低。M-DA试验与S-DA试验结果相仿。水平方向上,地面自动气象站资料的改善作用主要体现在影响范围广,加密探空资料改善力度较强,然而影响范围小。M-DA试验综合两种资料的优势,可使模拟结果更接近观测结果。同化时效性方面,同化试验对边界层内热力状态的改善影响时间较长,对湿度状态与动力结构的改善影响时间较短,其中M-DA试验对热力状态的改善影响最多可延长至预报6 h,对湿度与动力结构的改善影响最多可延长至预报3 h。综上,同时同化加密探空与地面自动气象站资料要比单独同化任一资料的效果更好,两种资料在同化后可以相互补充各自的不足,能较强地改善模式的初始场,从而在一定程度上提高边界层模拟结果的准确度。
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关键词
资料同化
大气
边界层
数值
模拟
加密探空资料
地面自动气象站资料
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职称材料
大气边界层风洞流场特性的模拟
被引量:
16
2
作者
石碧青
洪海波
+1 位作者
谢壮宁
倪振华
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2007年第3期376-380,395,共6页
风洞中大气边界层模拟的准确度是保证风洞试验结果准确度的重要因素。本文采用了一种新型曲边梯形尖塔,并结合粗糙元等被动装置对风洞大气边界层模拟进行了研究,模拟出我国规范中的A、B、C和D类四种地貌并将结果和已有的研究结果进行比...
风洞中大气边界层模拟的准确度是保证风洞试验结果准确度的重要因素。本文采用了一种新型曲边梯形尖塔,并结合粗糙元等被动装置对风洞大气边界层模拟进行了研究,模拟出我国规范中的A、B、C和D类四种地貌并将结果和已有的研究结果进行比较。结果显示:所采用新型结构尖塔可以显著提高风洞大气边界层中部以上高度的湍流度,整个湍流度剖面基本覆盖了西方主要国家规范对此项指标的建议值。文中还调试出平均风速剖面不变而湍流度分布可变的流场,为开展相关的结构抗风研究奠定了基础。
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关键词
改进的尖塔外形
大气边界层模拟
湍流特性
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职称材料
大气边界层湍流特性的风洞模拟实验研究
被引量:
7
3
作者
贺林
王军
Demetri Bouris
《可再生能源》
CAS
北大核心
2018年第6期911-916,共6页
为提高大气边界层湍流特性实验模拟的准确性,在尖劈和粗糙元组合的基础上增加挡板。通过调整湍流装置的位置,布置了8种实验工况,对比分析尖劈、粗糙元和挡板对边界层的影响机理。比较实验模拟和相关规范的风剖面指数得到地貌类型;再考...
为提高大气边界层湍流特性实验模拟的准确性,在尖劈和粗糙元组合的基础上增加挡板。通过调整湍流装置的位置,布置了8种实验工况,对比分析尖劈、粗糙元和挡板对边界层的影响机理。比较实验模拟和相关规范的风剖面指数得到地貌类型;再考虑几何相似,并对比风工程国际规范ASCE7,双重验证了地形模拟的准确性。实验结果表明,挡板后置可显著增加湍流强度,并改善边界层下部的湍流积分尺度;尖劈、后置粗糙元和后置挡板的组合可较好地实现比例因子为1∶267的地貌B大气边界层模拟。
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关键词
挡板
风洞实验
大气边界层模拟
流场特性
比例因子
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职称材料
振动尖塔对风洞模拟大气湍流边界层的作用
被引量:
10
4
作者
陈凯
毕卫涛
魏庆鼎
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2003年第2期211-217,共7页
针对大气边界层风洞模拟中常常出现的湍流度随高度衰减太快的问题,本文尝试了一种新的被动模拟方法———振动尖塔法。该方法主要采用了具有弹性底座的尖塔型旋涡发生器。尖塔群受风洞自由来流驱动,发生随机振动,向下游流场注入了强烈...
针对大气边界层风洞模拟中常常出现的湍流度随高度衰减太快的问题,本文尝试了一种新的被动模拟方法———振动尖塔法。该方法主要采用了具有弹性底座的尖塔型旋涡发生器。尖塔群受风洞自由来流驱动,发生随机振动,向下游流场注入了强烈的低频扰动,致使试验区的湍流度、积分尺度和风谱惯性子区的宽度都明显增加,改善了风洞的模拟性能。
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关键词
振动尖塔法
大气
边界层
风洞
模拟
湍流度
旋涡发生器
大气
湍流
边界层
建筑物
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职称材料
建筑风环境模拟及其舒适性判断
被引量:
9
5
作者
吴义章
李阳
齐常生
《郑州大学学报(自然科学版)》
2001年第1期92-94,共3页
某些建筑布局会引起很强的局部风 ,带来不舒适的风环境问题 ,通过风洞模拟试验研究可以解决这一问题 .从大气边界层模拟、建筑模型风洞试验、风统计特性。
关键词
风环境
风洞
模拟
试验
舒适性
建筑布局
大气边界层模拟
风统计特性
局部风
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职称材料
CAARC高层建筑标模动态测力研究
被引量:
3
6
作者
张召明
李京伯
《南京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2002年第3期289-292,共4页
CAARC高层建筑标模的动态测力试验在南京航空航天大学 NH-2低速风洞中进行。在均匀流场中以及模拟大气边界层中分别测量了模型的动态气动力和力矩的平均值、均方根值、峰值。试验目的是为检测 NH-2风洞的大气层边界模拟技术 ,动态天平...
CAARC高层建筑标模的动态测力试验在南京航空航天大学 NH-2低速风洞中进行。在均匀流场中以及模拟大气边界层中分别测量了模型的动态气动力和力矩的平均值、均方根值、峰值。试验目的是为检测 NH-2风洞的大气层边界模拟技术 ,动态天平、测试仪器以及动态数据采集和处理系统。试验结果表明 ,CAARC标模的所有动态气动特性在 NH-2中的测量值与国外资料中报导的结果符合得较好。因此 ,NH-2风洞的大气边界层模拟技术 ,动态天平。
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关键词
CAARC
动态测力研究
高层建筑
风洞试验
大气边界层模拟
建筑物模型
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职称材料
非均匀地貌的平屋面建筑风荷载特性研究
7
作者
陈波
杜坤
杨庆山
《实验流体力学》
CSCD
北大核心
2017年第3期46-51,59,共7页
通过风洞测压试验,研究单个平屋面建筑物在两类均匀地貌,以及非均匀地貌边界层内的屋面风压分布变化规律。研究结果表明:均匀粗糙地貌下的屋面平均风压系数和脉动风压系数大于均匀平坦地貌,且脉动风压系数差别更显著;从粗糙地貌变化为...
通过风洞测压试验,研究单个平屋面建筑物在两类均匀地貌,以及非均匀地貌边界层内的屋面风压分布变化规律。研究结果表明:均匀粗糙地貌下的屋面平均风压系数和脉动风压系数大于均匀平坦地貌,且脉动风压系数差别更显著;从粗糙地貌变化为平坦地貌的非均匀地貌中,用建筑物位置处动压无量纲化时,随着距地貌变化点的距离增大,平均风压系数变化较小,脉动风压系数逐渐减小且变化显著;用上游粗糙地貌动压无量纲化时,随着距地貌变化点的距离增大,屋面迎风分离区平均风压变化较小,迎风下游风压幅值增大,脉动风压幅值略有减小,但在过渡边界层范围内均变化较小;屋面整体平均风荷载的主要影响因素是来流动压变化。
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关键词
非均匀地貌
大气边界层模拟
平屋面
风洞试验
风压
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职称材料
题名
加密探空与地面自动气象站资料同化对北京地区边界层数值模拟改善研究
1
作者
吴义凯
王成刚
苗世光
机构
南京信息工程大学
北京城市气象研究院
出处
《气象》
北大核心
2025年第1期30-42,共13页
基金
国家自然科学基金项目(42330608、41975011)共同资助。
文摘
利用2016年8月28日至9月2日在北京市宝联、朝阳、大兴站获得的逐3 h加密探空资料与逐1 h的地面自动气象站资料,基于WRF模式与WRFDA三维变分同化系统,分别进行仅同化加密探空资料(S-DA)、仅同化地面自动气象站资料(A-DA)以及同时同化以上两种资料(M-DA)的同化试验,研究三组资料同化方案对北京地区边界层数值模拟的改善影响。结果表明:垂直方向上,加密探空资料对于改善模拟结果起核心作用,可使边界层范围内温度、相对湿度、风速的均方根误差分别减少65%、61%、22%。地面自动气象站资料对垂直方向的模拟结果亦有贡献,但改善力度小、影响范围低。M-DA试验与S-DA试验结果相仿。水平方向上,地面自动气象站资料的改善作用主要体现在影响范围广,加密探空资料改善力度较强,然而影响范围小。M-DA试验综合两种资料的优势,可使模拟结果更接近观测结果。同化时效性方面,同化试验对边界层内热力状态的改善影响时间较长,对湿度状态与动力结构的改善影响时间较短,其中M-DA试验对热力状态的改善影响最多可延长至预报6 h,对湿度与动力结构的改善影响最多可延长至预报3 h。综上,同时同化加密探空与地面自动气象站资料要比单独同化任一资料的效果更好,两种资料在同化后可以相互补充各自的不足,能较强地改善模式的初始场,从而在一定程度上提高边界层模拟结果的准确度。
关键词
资料同化
大气
边界层
数值
模拟
加密探空资料
地面自动气象站资料
Keywords
data assimilation
numerical simulation of atmospheric boundary layer
densely-observed radiosonde data
automatic weather station data
分类号
P413 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
大气边界层风洞流场特性的模拟
被引量:
16
2
作者
石碧青
洪海波
谢壮宁
倪振华
机构
汕头大学土木工程系
出处
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2007年第3期376-380,395,共6页
基金
国家自然科学基金项目(50478118)
文摘
风洞中大气边界层模拟的准确度是保证风洞试验结果准确度的重要因素。本文采用了一种新型曲边梯形尖塔,并结合粗糙元等被动装置对风洞大气边界层模拟进行了研究,模拟出我国规范中的A、B、C和D类四种地貌并将结果和已有的研究结果进行比较。结果显示:所采用新型结构尖塔可以显著提高风洞大气边界层中部以上高度的湍流度,整个湍流度剖面基本覆盖了西方主要国家规范对此项指标的建议值。文中还调试出平均风速剖面不变而湍流度分布可变的流场,为开展相关的结构抗风研究奠定了基础。
关键词
改进的尖塔外形
大气边界层模拟
湍流特性
Keywords
improved spire configuration
atmospheric boundary layer simulation
turbulence characteristics
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
大气边界层湍流特性的风洞模拟实验研究
被引量:
7
3
作者
贺林
王军
Demetri Bouris
机构
华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院
华中科技大学能源与动力工程学院
希腊雅典国家技术大学机械工程学院
出处
《可再生能源》
CAS
北大核心
2018年第6期911-916,共6页
基金
中国南方智谷引进创新团队资助项目(2013CXTD01)
国家重点研发计划专项资助项目(2017YFC0211505).
文摘
为提高大气边界层湍流特性实验模拟的准确性,在尖劈和粗糙元组合的基础上增加挡板。通过调整湍流装置的位置,布置了8种实验工况,对比分析尖劈、粗糙元和挡板对边界层的影响机理。比较实验模拟和相关规范的风剖面指数得到地貌类型;再考虑几何相似,并对比风工程国际规范ASCE7,双重验证了地形模拟的准确性。实验结果表明,挡板后置可显著增加湍流强度,并改善边界层下部的湍流积分尺度;尖劈、后置粗糙元和后置挡板的组合可较好地实现比例因子为1∶267的地貌B大气边界层模拟。
关键词
挡板
风洞实验
大气边界层模拟
流场特性
比例因子
Keywords
barrier
wind tunnel experiment
atmospheric boundary layer simulation
flow field characteristics
scale factor
分类号
TK81 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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职称材料
题名
振动尖塔对风洞模拟大气湍流边界层的作用
被引量:
10
4
作者
陈凯
毕卫涛
魏庆鼎
机构
北京大学湍流与复杂系统研究国家重点实验室
出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2003年第2期211-217,共7页
基金
国家自然科学基金重大资助项目(No.59895410)
文摘
针对大气边界层风洞模拟中常常出现的湍流度随高度衰减太快的问题,本文尝试了一种新的被动模拟方法———振动尖塔法。该方法主要采用了具有弹性底座的尖塔型旋涡发生器。尖塔群受风洞自由来流驱动,发生随机振动,向下游流场注入了强烈的低频扰动,致使试验区的湍流度、积分尺度和风谱惯性子区的宽度都明显增加,改善了风洞的模拟性能。
关键词
振动尖塔法
大气
边界层
风洞
模拟
湍流度
旋涡发生器
大气
湍流
边界层
建筑物
Keywords
wind engineering
atmospheric boundary layer wind tunnel
spire
vibration
turbulent intensity
分类号
TU317.1 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
建筑风环境模拟及其舒适性判断
被引量:
9
5
作者
吴义章
李阳
齐常生
机构
郑州工业大学土木建筑工程学院
河南省商业高等专科学校
灵宝市建设局
出处
《郑州大学学报(自然科学版)》
2001年第1期92-94,共3页
文摘
某些建筑布局会引起很强的局部风 ,带来不舒适的风环境问题 ,通过风洞模拟试验研究可以解决这一问题 .从大气边界层模拟、建筑模型风洞试验、风统计特性。
关键词
风环境
风洞
模拟
试验
舒适性
建筑布局
大气边界层模拟
风统计特性
局部风
Keywords
wind environment
wind comfort
wind tunnel modeling test
分类号
TU834.33 [建筑科学—供热、供燃气、通风及空调工程]
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职称材料
题名
CAARC高层建筑标模动态测力研究
被引量:
3
6
作者
张召明
李京伯
机构
南京航空航天大学航空宇航学院
出处
《南京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2002年第3期289-292,共4页
文摘
CAARC高层建筑标模的动态测力试验在南京航空航天大学 NH-2低速风洞中进行。在均匀流场中以及模拟大气边界层中分别测量了模型的动态气动力和力矩的平均值、均方根值、峰值。试验目的是为检测 NH-2风洞的大气层边界模拟技术 ,动态天平、测试仪器以及动态数据采集和处理系统。试验结果表明 ,CAARC标模的所有动态气动特性在 NH-2中的测量值与国外资料中报导的结果符合得较好。因此 ,NH-2风洞的大气边界层模拟技术 ,动态天平。
关键词
CAARC
动态测力研究
高层建筑
风洞试验
大气边界层模拟
建筑物模型
Keywords
high building
wind tunnel test
atmosphere Boundary layer simulation
分类号
TU972 [建筑科学—建筑设计及理论]
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职称材料
题名
非均匀地貌的平屋面建筑风荷载特性研究
7
作者
陈波
杜坤
杨庆山
机构
北京交通大学土木建筑工程学院结构风工程与城市风环境北京市重点实验室
出处
《实验流体力学》
CSCD
北大核心
2017年第3期46-51,59,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51378059)
北京市科技新星计划(Z151100000315051)
高等学校学科创新引智计划项目(B13002)
文摘
通过风洞测压试验,研究单个平屋面建筑物在两类均匀地貌,以及非均匀地貌边界层内的屋面风压分布变化规律。研究结果表明:均匀粗糙地貌下的屋面平均风压系数和脉动风压系数大于均匀平坦地貌,且脉动风压系数差别更显著;从粗糙地貌变化为平坦地貌的非均匀地貌中,用建筑物位置处动压无量纲化时,随着距地貌变化点的距离增大,平均风压系数变化较小,脉动风压系数逐渐减小且变化显著;用上游粗糙地貌动压无量纲化时,随着距地貌变化点的距离增大,屋面迎风分离区平均风压变化较小,迎风下游风压幅值增大,脉动风压幅值略有减小,但在过渡边界层范围内均变化较小;屋面整体平均风荷载的主要影响因素是来流动压变化。
关键词
非均匀地貌
大气边界层模拟
平屋面
风洞试验
风压
Keywords
heterogeneous terrain
boundary layer simulation
flat roof
wind tunnel test
wind
分类号
TU317.9 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
加密探空与地面自动气象站资料同化对北京地区边界层数值模拟改善研究
吴义凯
王成刚
苗世光
《气象》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
大气边界层风洞流场特性的模拟
石碧青
洪海波
谢壮宁
倪振华
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2007
16
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职称材料
3
大气边界层湍流特性的风洞模拟实验研究
贺林
王军
Demetri Bouris
《可再生能源》
CAS
北大核心
2018
7
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职称材料
4
振动尖塔对风洞模拟大气湍流边界层的作用
陈凯
毕卫涛
魏庆鼎
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2003
10
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职称材料
5
建筑风环境模拟及其舒适性判断
吴义章
李阳
齐常生
《郑州大学学报(自然科学版)》
2001
9
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职称材料
6
CAARC高层建筑标模动态测力研究
张召明
李京伯
《南京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2002
3
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下载PDF
职称材料
7
非均匀地貌的平屋面建筑风荷载特性研究
陈波
杜坤
杨庆山
《实验流体力学》
CSCD
北大核心
2017
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职称材料
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