基于山地环境的尾流分布特征的风洞试验

段 静， 潘建荣， 徐 昕

(1.华南理工大学广州学院， 广州 510800; 2.华南理工大学， 亚热带建筑科学国家重点实验室， 广州 510641； 3.广州大学土木工程学院， 广州 510006)

随着城镇化发展，工程建设中可利用的平缓场地逐渐减少，依托山地环境的工程建设开始发展。以深圳地区为例，市区内超高层建筑数量繁多。纵观深圳市区地貌，东部有海拔高度近千米的梧桐山，自东向西地势走低，其中不乏典型的低山、平缓台地和阶地丘陵。包围或者分布于山地环境的工程建筑，其近地面或者高空风场特性如何，在结构的抗风设计中值得探讨。

目前，针对山地风场的研究手段包括全尺寸现场实测、山体模型风洞试验和山地地形数值模拟。现场实测较为复杂，风洞试验相对可靠，而数值模拟对湍流模型的精度要求高。风洞试验中大部分研究者采用的缩尺模型为正弦或余弦光滑对称山体模型，这与真实山体高低起伏的地势变化有较大差异；同时各国规范中山地建筑结构的抗风设计研究也是基于简单对称山体。Debray[1]于20世纪70年代开始，首次对风的越山运动进行风洞实验研究，研究对象为单个对称山体模型。Bowen等[2]后续对上述试验结果进行了验证，并探讨了坡度对风速剖面的影响。Ishihara等[3]针对单个余弦山体进行风洞试验，探讨了山体不同位置的平均风加速比以及背风面脉动风速功率谱，但是试验中背风面测点分布长度仅为2.5H(H为山体高度)，该长度对背风面尾流的描述不够充分。……