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雷达数据外推与特征识别的下击暴流预警方法 预览
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作者 王兴 闵锦忠 +2 位作者 张露萱 丁柳丹 蔡舒心 《气象科学》 北大核心 2019年第3期377-385,共9页
现今利用普通气象资料对下击暴流进行识别预警的可行性很低,因此提出一种基于多普勒天气雷达资料的下击暴流识别追踪和预警方法。首先,采用光流法对反射率因子垂直剖面的光流场进行分析,得出风暴核心随时间演变的规律。然后,采用拉格朗... 现今利用普通气象资料对下击暴流进行识别预警的可行性很低,因此提出一种基于多普勒天气雷达资料的下击暴流识别追踪和预警方法。首先,采用光流法对反射率因子垂直剖面的光流场进行分析,得出风暴核心随时间演变的规律。然后,采用拉格朗日力学模型对风暴核心顶高的下降过程进行函数拟合。再采用直方图和巴氏系数统计分析法,对风暴核心中层径向速度场中的“正负速度对”图像进行匹配识别,综合一系列阈值的判定,最终实现下击暴流的智能预警。提出基于多层迭代的局部约束光流算法,有效改善了传统光流法对回波这类非刚体移动目标的不适用性。提出直方图和巴氏系数统计分析法,解决了因径向“正负速度对”图像的非对称结构而造成的图像匹配难题。个例检验结果表明,该方法可在风暴核心抬升和急速下沉的前期识别出潜在的下击暴流,并对风暴核心下沉速率和到达近地面的时间做出估测,从而实现下击暴流的智能识别、预警。 展开更多
关键词 暴流 天气雷达 光流法 外推预报 智能预警
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山脉地形下击暴流风场数值模拟 预览
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作者 汪之松 唐阳红 +1 位作者 方智远 思建有 《湖南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期90-98,共9页
山区是下击暴流多发区域,为了研究下击暴流作用下连续山脉地形的风场特性,采用大涡模拟(LES)分析了山脉高度、间距等地貌因素对特征位置风场的影响.结果表明:山脉高度大于50 m时,山脚及山顶位置径向极值风速的大小随山脉高度增加而逐渐... 山区是下击暴流多发区域,为了研究下击暴流作用下连续山脉地形的风场特性,采用大涡模拟(LES)分析了山脉高度、间距等地貌因素对特征位置风场的影响.结果表明:山脉高度大于50 m时,山脚及山顶位置径向极值风速的大小随山脉高度增加而逐渐减小;山顶的加速效应主要受山高影响,其加速因子在近地面较大,而山脚的加速效应在上部空间较大;双山脉时,后山脉对前山脉湍流度的变化影响不明显,后山脉的湍流度呈现出随山脉间距扩大而先增大后减小、随前山脉高度增加而逐渐增大的变化规律. 展开更多
关键词 暴流 连续山脉 加速效应 湍流度 数值模拟
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地面粗糙度对下击暴流风剖面特征影响 预览
3
作者 吉柏锋 柳广义 +1 位作者 尹旭 瞿伟廉 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期393-399,共7页
地面粗糙度是大气边界层中反映下垫面形态的重要指标,也是影响近地风场特征的重要因素。为研究地面粗糙度对下击暴流风剖面特性的影响,基于计算流体力学方法建立了下击暴流三维足尺模型,通过实验对数值模型进行了验证。通过调整粗糙元... 地面粗糙度是大气边界层中反映下垫面形态的重要指标,也是影响近地风场特征的重要因素。为研究地面粗糙度对下击暴流风剖面特性的影响,基于计算流体力学方法建立了下击暴流三维足尺模型,通过实验对数值模型进行了验证。通过调整粗糙元高度及分布密度来模拟自然界地面不同的粗糙类别,数值模拟了具有不同地面粗糙长度的下击暴流近地风场。结果表明:在距离风暴中心较近的位置(r≤1.0Djet),地面粗糙度对下击暴流风场的影响并不明显,各径向位置的最大风速值和最大风速所在高度都基本不受地面粗糙度影响;在下击暴流冲击地面后沿径向发展的过程中,经过粗糙的地面,产生能量耗散效应,地面粗糙度对于下击暴流风剖面特征的影响逐渐显著,不同地貌下的竖直风剖面产生较大差异;在近地面高度,地面粗糙度对下击暴流径向风剖面影响显著且影响范围大,沿径向发展的方向下击暴流的风速随着地面粗糙长度的增加而下降更迅速;随着距离地面高度增加,地面粗糙度对径向风剖面的影响主要体现在远离风暴中心的区域。尽管下击暴流形成后沿径向扩散过程存在强度自然衰减过程,但在距离风暴中心较远的径向位置,当遭遇强下击暴流时,下击暴流引起的近地面强风仍然具有很大的威胁和破坏性,因此地面粗糙度对下击暴流风剖面特性的影响不能忽略,需要在风剖面模型中考虑地面粗糙度的修正。 展开更多
关键词 暴流 地面粗糙度 数值模拟 风剖面 风场特征
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地表粗糙度对高层建筑下击暴流风荷载特性影响的试验研究 预览
4
作者 汪之松 江鹏 +2 位作者 武彦君 刘兴龙 董志超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期184-191,230共9页
地表粗糙度对近地层的风场影响很大。为研究下击暴流风场中不同粗糙度地貌上的高层建筑表面风压变化规律,基于冲击射流试验,讨论了地表粗糙度与径向距离不同情况下高层建筑表面风压特性。试验结果表明:建筑迎风面风压极值区的高度随地... 地表粗糙度对近地层的风场影响很大。为研究下击暴流风场中不同粗糙度地貌上的高层建筑表面风压变化规律,基于冲击射流试验,讨论了地表粗糙度与径向距离不同情况下高层建筑表面风压特性。试验结果表明:建筑迎风面风压极值区的高度随地表粗糙度的增大而逐渐抬升,迎风面正风压系数也随之增大,背风面负风压绝对值随之减小,侧面风压系数受粗糙度影响变化不明显;建筑侧面脉动风压系数随地表粗糙度的增大而增大,而迎风面和背风面的脉动风压系数受粗糙度影响较小。随着径向距离及地表粗糙度的增大,出流强度衰减明显加快,建筑迎风面中下部区域风压系数衰减较大,背风面及侧面风压系数逐渐减小,且背风面呈线性衰减趋势。 展开更多
关键词 地表粗糙度 暴流 高层建筑 风荷载 试验研究
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平面壁面射流风场作用下建筑物表面风压数值模拟 预览
5
作者 钟永力 晏致涛 +1 位作者 游溢 赵爽 《湖南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期47-54,共8页
采用平面壁面射流模拟下击暴流的出流段风场,通过协同流模拟下击暴流水平移动,基于计算流体动力学方法,采用雷诺应力模型(RSM)的Stress-Omega模型模拟了稳态下击暴流的平均风剖面,并在风场中建立高层建筑物模型,研究下击暴流风场中高层... 采用平面壁面射流模拟下击暴流的出流段风场,通过协同流模拟下击暴流水平移动,基于计算流体动力学方法,采用雷诺应力模型(RSM)的Stress-Omega模型模拟了稳态下击暴流的平均风剖面,并在风场中建立高层建筑物模型,研究下击暴流风场中高层建筑物表面风压分布特性.结果表明,采用平面壁面射流模型得到的水平速度竖向风剖面与下击暴流理论风剖面以及试验结果吻合较好,壁面射流模型风场中建筑风压分布特征与冲击射流风洞试验一致;迎风面风压系数随着顺流向距离的增加而不断减小,随着射流入流湍流强度的增大而减小.当下击暴流风剖面半高值大于1.45倍建筑物高度时,壁面射流风场中建筑风压分布与大气边界层风场中类似.协同流对结构中下部风压分布影响较大,而风向角对最大风压的影响不大. 展开更多
关键词 暴流 平面壁面射流 数值模拟 雷诺应力模型 风压系数
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基于多普勒天气雷达体扫资料的下击暴流预警方法研究
6
作者 孙京 肖艳姣 冷亮 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期118-126,共9页
本文利用新一代多普勒天气雷达体扫数据、自动气象探空站和地面大风测站资料,对2009-2013年湖北省大风天气过程的风暴特征量进行相关统计分析,通过云模型和支持向量机(SVM)等方法确定了包含环境、反射率和径向速度特征的9个下击暴流雷... 本文利用新一代多普勒天气雷达体扫数据、自动气象探空站和地面大风测站资料,对2009-2013年湖北省大风天气过程的风暴特征量进行相关统计分析,通过云模型和支持向量机(SVM)等方法确定了包含环境、反射率和径向速度特征的9个下击暴流雷达预警指标。基于已确定的预警指标,分别利用Bayes和BP神经网络两种方法建立了下击暴流预报模型,通过识别结果检验表明,两种算法均能有效区分大风与非大风。Bayes方法大风击中率(POD)可以达到81.8%,大风和非大风预报准确率为86.7%,虚警率(FAR)和失误率(FOM)分别为5.2%和18.1%,TS评分0.77;BP神经网络非线性预报方法对大风的识别准确率为84%。进一步证明了提出的下击暴流雷达指标的可预报性和实用性。 展开更多
关键词 多普勒天气雷达 暴流 预警指标 云模型 BP神经网络
两类不同风灾个例超级单体特征对比分析 预览
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作者 杨波 孙继松 刘鑫华 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期427-441,共15页
采用分钟级加密自动气象站观测资料,盐城、淮安和岳阳、荆州雷达探测数据,以及欧洲中期天气预报中心(ECMWF)高分辨率的ERA-Interim全球再分析数据,对比分析了2016年6月23日江苏阜宁龙卷灾害和2015年6月1日湖北监利下击暴流大风灾害的环... 采用分钟级加密自动气象站观测资料,盐城、淮安和岳阳、荆州雷达探测数据,以及欧洲中期天气预报中心(ECMWF)高分辨率的ERA-Interim全球再分析数据,对比分析了2016年6月23日江苏阜宁龙卷灾害和2015年6月1日湖北监利下击暴流大风灾害的环境特征与超级单体的结构特征。结果表明:(1)两次强对流大风灾害发生在相似的低空环流背景下:风灾发生在低空急流出口区左侧的暖区内、850 hPa低涡中心东侧6—7个经距的位置;环境大气的对流有效位能大于2000 J/kg。但是风灾的类型不同,江苏阜宁大风灾害主要由超级单体龙卷造成,监利"东方之星"沉船事故主要是超级单体触发的下击暴流造成。短时强降水中心与风灾中心的相对位置不同:阜宁龙卷移动方向的左侧伴随着最强短时降水;湖北监利沉船事件发生期间,风灾中心与短时强降水中心基本重合。鉴于不同性质的对流大风位置与超级单体母体的中心位置对应关系上存在差异,通过比较地面观测的瞬时大风与瞬时强降水中心的相对位置将有助于区分强对流大风的性质。(2)环境风垂直切变强度对对流风暴结构、发展、维持有重要影响:阜宁龙卷发生时,其上空0—6 km风垂直切变达4×10^-3 s^-1,超级单体有明显的向前倾斜结构,形成有界弱回波区;而监利强对流沉船位置0—6 km风垂直切变只有2.3×10^-3 s^-1左右,风暴单体中的上升气流近乎于垂直。阜宁超级单体中气旋,首先出现在0—1.5 km风垂直切变和0—3 km风暴相对螺旋度带状大值区,在向抬升凝结高度更低的环境移动过程中,其底部不断下降,形成龙卷;而在监利沉船区,中低层风切变和风暴相对螺旋度相对要弱得多,对应风暴单体中的中气旋强度、持续性较弱,中气旋底部高度维持在1.6 km左右。(3)环境湿度垂直结构特征不同可能是风暴单体形成不同类型灾害大风的重要环境因子� 展开更多
关键词 大风灾害 超级单体 龙卷 暴流
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一次下击暴流风暴的成因和结构特征分析 预览
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作者 竹利 康岚 王碧波 《中低纬山地气象》 2019年第1期15-22,共8页
2017年7月28日四川省东北部出现了一次罕见的湿下击暴流大风天气过程。本文利用地面自动站、雷达、卫星等观测资料以及FNL数据、视频资料,对下击暴流风暴的成因和结构特征进行研究分析。研究表明:此过程发生前,对流层中低层的环境温度... 2017年7月28日四川省东北部出现了一次罕见的湿下击暴流大风天气过程。本文利用地面自动站、雷达、卫星等观测资料以及FNL数据、视频资料,对下击暴流风暴的成因和结构特征进行研究分析。研究表明:此过程发生前,对流层中低层的环境温度及其直减率均达到同期历史极端值,有利于雷暴大风类型中尺度对流风暴的形成;此次下击暴流,主要由阵风锋与地面中尺度辐合线相交后触发,阵风锋水平涡度不断输入对流系统内,产生正的相对风暴螺旋度,利于对流风暴持续发展到较高高度,为下击暴流的产生提供条件;下击暴流发生前的对流风暴,在视频截图和反射率因子剖面图上均表现为悬垂倾斜结构,倾斜方向与对流层中层平均风向较一致;对流风暴中层的气旋性涡旋结构特征可作为下击暴流的预警指标之一。 展开更多
关键词 中尺度辐合线 阵风锋 暴流 预警
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下击暴流作用下坡地风场特性研究 预览
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作者 方智远 汪之松 李正良 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期70-76,82共8页
下击暴流多发生于山地丘陵地区,而目前对于下击暴流的研究多集中在平地地形的稳态风场。为研究坡地地形对下击暴流风场特性的影响,采用冲击射流物理试验与大涡模拟(LES)方法对平地以及三个不同坡度的坡地风场进行了试验测试与数值模拟... 下击暴流多发生于山地丘陵地区,而目前对于下击暴流的研究多集中在平地地形的稳态风场。为研究坡地地形对下击暴流风场特性的影响,采用冲击射流物理试验与大涡模拟(LES)方法对平地以及三个不同坡度的坡地风场进行了试验测试与数值模拟。结果表明:大涡模拟捕捉到了风场的瞬态变化特征,环涡结构在首次越过山坡时,在坡顶檐口位置产生下击暴流风场整个生命周期中的最大风速;坡地地形除檐口位置具有显著加速效应外,其他位置未发现风速增大效应;与平地风场相比,檐口位置水平风速与竖向风速都有所增大,且近地面水平风速加速因子Mt达到约1.3。近地面湍流度增大较为明显的区域为起坡位置及坡后位置,坡中及檐口位置加速效应较小,檐口位置湍流度加速因子随坡度的增大而略有增加。 展开更多
关键词 暴流 坡地地形 射流 风洞试验 大涡模拟(LES) 加速效应
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造成临桂极端大风的超级风暴单体观测分析 预览
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作者 翟丽萍 农孟松 +1 位作者 梁维亮 赖珍权 《暴雨灾害》 2019年第4期346-353,共8页
2019年3月21日21:13 (北京时),广西桂林市临桂区国家气象观测站录到60.3 m·s-1极端大风,打破了广西气象站建站以来的历史极值。综合利用多种观测资料对临桂极端大风的发展演变和成因进行详细分析,结果表明:(1)地面锋前暖区对流在... 2019年3月21日21:13 (北京时),广西桂林市临桂区国家气象观测站录到60.3 m·s-1极端大风,打破了广西气象站建站以来的历史极值。综合利用多种观测资料对临桂极端大风的发展演变和成因进行详细分析,结果表明:(1)地面锋前暖区对流在移近临桂站时地面冷空气的适时入侵促进其发展成超级单体风暴,其产生的下击暴流击中临桂测站造成极端大风。(2)雷达回波表明该超级单体具有明显的钩状回波、中层径向辐合、近地面强辐散及反射率因子核心下降等雷达特征;风暴垂直方向流场结构表现为上面是反气旋性旋转或辐合、中间为径向速度辐合、底下为气旋性旋转。(3)中层径向辐合加强导致中气旋旋转性加大、直径减小、厚度增加,近地面层的强中气旋对下击暴流有加强作用。(4)环境条件分析表明临桂上空具有极好的产生雷暴大风的环境条件和发展成超级单体风暴的潜势。(5)极端雨强与极端大风相伴出现,表明降水拖曳作用是极端大风产生原因之一;在地形作用下冷空气大风对极端大风形成有叠加效应。 展开更多
关键词 极端大风 暴流 中气旋 冷空气 沟状回波
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下击暴流作用下不同深宽比的高层建筑风荷载 预览
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作者 方智远 李正良 汪之松 《东南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期488-494,共7页
为研究下击暴流作用下高层建筑的风荷载特性,采用冲击射流装置对5种不同深宽比的高层建筑模型进行测压试验,分析了深宽比和径向距离对模型局部和整体风荷载的影响.结果表明:层阻力系数沿高度方向呈下大上小的分布特征,最大层阻力系数出... 为研究下击暴流作用下高层建筑的风荷载特性,采用冲击射流装置对5种不同深宽比的高层建筑模型进行测压试验,分析了深宽比和径向距离对模型局部和整体风荷载的影响.结果表明:层阻力系数沿高度方向呈下大上小的分布特征,最大层阻力系数出现在0.25H(H为建筑高度)左右,层脉动升力系数沿高度变化较为平缓;随深宽比的增大,层平均阻力系数略有减小,层脉动升力系数显著增大,模型整体的平均阻力系数和顺风向弯矩系数略有减小,整体的脉动升力系数及横风向弯矩系数明显增大;随径向距离的增大,层平均阻力系数迅速减小,层脉动阻力系数和脉动升力系数先增大后减小,模型整体的平均阻力系数和弯矩系数迅速减小,整体的脉动阻力及升力系数先增大后减小. 展开更多
关键词 暴流 射流 高层建筑 风荷载
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考虑地表粗糙影响的下击暴流数值仿真 预览
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作者 罗啸宇 谈正铠 +2 位作者 吴晓波 刘震卿 涂元刚 《土木工程与管理学报》 北大核心 2018年第5期110-114,133共6页
采用大涡湍流模型并结合冲击射流风场模型对1∶1000缩尺比的下击暴流做数值仿真模拟,以达到明确下击暴流流场特性的目的,并对光滑地表以及粗糙地表两种地表边界条件做了对比,以探明地表粗糙程度对流场的影响,分析了流场中的涡量变化、... 采用大涡湍流模型并结合冲击射流风场模型对1∶1000缩尺比的下击暴流做数值仿真模拟,以达到明确下击暴流流场特性的目的,并对光滑地表以及粗糙地表两种地表边界条件做了对比,以探明地表粗糙程度对流场的影响,分析了流场中的涡量变化、径向风速和湍流强度等特征物理量,数值模拟特征风剖面与以往研究成果吻合良好,发现地面粗糙程度增大会导致最大风速出现的位置发生较大上移,并且地面粗糙会加剧流场变化的剧烈程度以及发展速度。 展开更多
关键词 暴流 大涡模拟 风场特性 数值模拟
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2018年8月23日北京市一次双单体下击暴流特征分析 预览
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作者 刘洋 吕丽 +1 位作者 杨浩丽 翟亮 《江西农业》 2018年第24期46-47,共2页
本文利用多普勒雷达观测资料、NCEP再分析资料、实况观测资料和现场灾情勘察情况,对2018年8月23日发生在北京市平谷区的一次双单体下击暴流天气过程进行分析。结果表明,此次过程中高层有明显干冷空气侵入,中低层有暖平流配合,形成上干... 本文利用多普勒雷达观测资料、NCEP再分析资料、实况观测资料和现场灾情勘察情况,对2018年8月23日发生在北京市平谷区的一次双单体下击暴流天气过程进行分析。结果表明,此次过程中高层有明显干冷空气侵入,中低层有暖平流配合,形成上干下湿的大气层结特征,且高低空温差较大,有利于下击暴流的形成。另外,从多普勒天气雷达产品来看,风暴初始由边界层辐合线触发并迅速发展,进而形成2个近距离强雷暴单;两个近距离强对流单体相互作用,不断更迭,期间雷暴反射率强回波中心在高度上快速下降,受雷暴本身下沉气流及降水的拖曳作用,形成强烈的下沉气流,强下沉加速撞击至地面,并出现强烈的辐散气流,带来灾害性天气。 展开更多
关键词 双单体 暴流 多普勒雷达
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基于极限学习机的非平稳下击暴流风速预测 预览
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作者 钟旺 李春祥 《上海大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第3期446-455,共10页
分别运用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)法和快速集合经验模态分解(fast ensemble empirical mode decomposition,FEEMD)法将非平稳下击暴流风速分解为一系列稳态序列集,即固有模态分量.建立极限学习机(extreme learni... 分别运用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)法和快速集合经验模态分解(fast ensemble empirical mode decomposition,FEEMD)法将非平稳下击暴流风速分解为一系列稳态序列集,即固有模态分量.建立极限学习机(extreme learning machines,ELM)风速预测模型(EMD-ELM)和快速EMD-ELM(FEEMD-ELM),分别对分解后的非平稳脉动风速训练集和测试集进行预测.同时,将EMD和FEEMD与基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)进行混合,形成EMD-PSO-LSSVM和FEEMD-PSO-LSSVM混合模型算法.通过比较这4种预测算法的结果发现,基于EMD-ELM和FEEMD-ELM的非平稳下击暴流风速预测模型更为准确高效,其中FEEMD-ELM模型预测最佳. 展开更多
关键词 极限学习机 暴流 非平稳风速预测 经验模态分解 最小二乘支持向量机
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基于壁面射流的下击暴流非稳态风场大涡模拟 预览
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作者 钟永力 晏致涛 +1 位作者 王灵芝 游溢 《西南交通大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1179-1186,共8页
为研究边界层风洞中下击暴流大缩尺比试验的可行性,基于冲击射流和壁面射流模型,采用大涡模拟方法,分析了静止和移动下击暴流的风场特性;通过与Wood模型、Oseguera模型、Victory模型以及经典壁面射流实验对比,验证了采用冲击射流... 为研究边界层风洞中下击暴流大缩尺比试验的可行性,基于冲击射流和壁面射流模型,采用大涡模拟方法,分析了静止和移动下击暴流的风场特性;通过与Wood模型、Oseguera模型、Victory模型以及经典壁面射流实验对比,验证了采用冲击射流和壁面射流模型在模拟稳态下击暴流出流段的一致性和有效性;在壁面射流模型入口处引入3种速度函数,模拟了下击暴流非稳态风速时程.研究结果表明:与冲击射流一样,无协同流壁面射流能够有效地模拟静止下击暴流的稳态出流段;当冲击射流平移速度为出流速度的15%时,其最大水平风速较静止冲击射流增大了15.8%;协同流速度为射流速度的19.2%时,其最大风速较无协同流壁面射流增大了16.9%,带协同流壁面射流能够有效地模拟移动下击暴流;提出的速度入口函数模型作为壁面射流入流条件,能够较为真实地模拟出Andrews AFB下击暴流非稳态风场. 展开更多
关键词 暴流 壁面射流 射流 数值模拟 风速时程
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阿克苏机场雷雨天气信息化分析 预览
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作者 沙艳萍 王楠 杨洪儒 《科学与信息化》 2018年第21期40-41,共2页
利用常规气象资料、AWOS资料以及NCEP1°×1°的6h再分析资料,运用天气学原理对2017年6月24日造成阿克苏机场的强雷雨天气进行分析研究。结果表明:①影响系统与地形相互作用是造成此次强雷暴天气的重要原因;②伴随强雷雨出... 利用常规气象资料、AWOS资料以及NCEP1°×1°的6h再分析资料,运用天气学原理对2017年6月24日造成阿克苏机场的强雷雨天气进行分析研究。结果表明:①影响系统与地形相互作用是造成此次强雷暴天气的重要原因;②伴随强雷雨出现的下击暴流,会造成大的风切变,严重威胁飞行安全。 展开更多
关键词 强雷雨 风切变 暴流
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移动下击暴流作用下输电线的风振响应 预览
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作者 陈念 袁哲峰 《建材世界》 2018年第1期65-69,共5页
下击暴流作用下输电线的风振响应对输电塔有着重要影响。基于下击暴流的解析模型,并用矢量合成法生成下击暴流移动过程中两跨输电线不同位置处的风速时程,并建立输电线的有限元模型,结合非线性有限元分析法,得到移动下击暴流作用下输电... 下击暴流作用下输电线的风振响应对输电塔有着重要影响。基于下击暴流的解析模型,并用矢量合成法生成下击暴流移动过程中两跨输电线不同位置处的风速时程,并建立输电线的有限元模型,结合非线性有限元分析法,得到移动下击暴流作用下输电线风振响应的数值分析方法。计算结果表明:下击暴流在接近和远离中间塔的过程中,输电线对中间塔的作用力会出现两个峰值,且脉动风部分会对响应有很明显的放大作用。 展开更多
关键词 暴流 输电线 风振响应
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2015年“东方之星”翻沉事件和2016年阜宁EF4级龙卷对流风暴环境条件、结构特征和机理 预览 被引量:6
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作者 郑永光 朱文剑 田付友 《气象科技进展》 2018年第2期44-54,共11页
2015年“东方之星”翻沉事件(简称2015年事件)和2016年阜宁EF4级龙卷(简称2016年事件)都是极其罕见的极端强对流大风事件.利用多种观测资料、综合应用“配料法”的分析思路对比分析了两次事件的环流背景、环境条件、对流风暴的结构... 2015年“东方之星”翻沉事件(简称2015年事件)和2016年阜宁EF4级龙卷(简称2016年事件)都是极其罕见的极端强对流大风事件.利用多种观测资料、综合应用“配料法”的分析思路对比分析了两次事件的环流背景、环境条件、对流风暴的结构特征和地面大风与龙卷的形成机制.结果表明,两次事件虽然发生在有些类似的环流背景下,但环境条件存在很大差异.2015年事件对流层中层的显著干层使得大气具有较大下沉对流有效位能是有利于地面大风的重要环境条件,而0~6 km垂直风切变强度则为中等;2016年事件则具备了有利于中气旋龙卷的所有有利环境条件.2015年对流风暴为一个主要伴随负地闪、质心低、最大反射率因子约50 dBz的β中尺度弓形线状对流系统;而产生2016年龙卷的则为一个主要伴随正地闪、质心高、最大反射率因子超过65 dBz的β中尺度经典超级单体对流风暴.2015年对流风暴存在多个微下击暴流区,约5 km高度的中层附近存在强后侧入流区和中涡旋结构;而2016年超级单体风暴存在底高低于1 km、自下向上、向东北方向倾斜的强中气旋和龙卷涡旋特征,以及钩状回波和回波悬垂等特征,并在高分辨率静止气象卫星可见光图像上有明显的旋转特征.2016年超级单体风暴冷出流与环境地表大气温度差小于4 ℃,显著弱于2015年对流风暴,这种不太强的下沉气流是该超级单体风暴能够产生龙卷的重要原因之一. 展开更多
关键词 龙卷 极端大风 暴流 中气旋
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雷暴大风与龙卷的预报预警和灾害现场调查 预览 被引量:2
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作者 郑永光 田付友 +1 位作者 周康辉 朱文剑 《气象科技进展》 2018年第2期55-61,共7页
近年来强雷暴大风与龙卷导致的灾害事件引发广泛关注.在总结雷暴大风和龙卷机理、短期预报技术和天气形势特征基础上,给出了这两类天气的监测和短时临近预报预警技术,最后简要总结了灾后现场调查工作和风灾强度评估方法.雷暴大风多数是... 近年来强雷暴大风与龙卷导致的灾害事件引发广泛关注.在总结雷暴大风和龙卷机理、短期预报技术和天气形势特征基础上,给出了这两类天气的监测和短时临近预报预警技术,最后简要总结了灾后现场调查工作和风灾强度评估方法.雷暴大风多数是由对流风暴内强烈下沉气流产生;而龙卷一类由中气旋产生,另一类由辐合线上的中小尺度涡旋和快速发展对流风暴中的强上升气流共同作用形成.但归根结底,巨大的静力不稳定能量是产生强雷暴大风与龙卷(热带气旋龙卷除外)的必要条件.新一代天气雷达观测是雷暴大风与龙卷的监测和临近预警主要手段.自动气象站观测风场能够相当程度上监测大风天气,地球静止气象卫星和自动气象站变压、变温等观测资料也能够辅助监测雷暴大风天气,但龙卷监测尚无法直接使用这两类资料.对这两类天气所致灾害的现场调查工作依然必不可少.快速更新或者集合的高时空分辨率数值模式预报及其后处理是这两类天气短时预报的主要途径. 展开更多
关键词 雷暴大风 暴流 龙卷 监测 预报预警 现场调查
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拉线门塔在下击暴流作用下的响应分析 预览 被引量:1
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作者 牛华伟 洪飞 +1 位作者 欧阳克俭 陈政清 《湖南大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第3期72-81,共10页
以某220 kV输电线路拉线门塔为工程背景,通过时程响应分析对比研究了拉线门塔在下击暴流与常规B类风场作用下的响应特性.建立了拉线门塔-输电线体系空间有限元模型并进行了动力特性分析,通过风洞试验测试了拉线门塔刚性模型和双分裂导... 以某220 kV输电线路拉线门塔为工程背景,通过时程响应分析对比研究了拉线门塔在下击暴流与常规B类风场作用下的响应特性.建立了拉线门塔-输电线体系空间有限元模型并进行了动力特性分析,通过风洞试验测试了拉线门塔刚性模型和双分裂导线模型的体型系数,模拟了规范B类风场和下击暴流风场的脉动风荷载时程,采用Newmark-"法分析了拉线门塔在两种风场脉动荷载作用下的响应,并与规范设计荷载等效静力作用下的效应进行了比较.结果表明:拉线门塔在下击暴流作用下,立柱峰值压应力达到600 MPa,是常规B类风场作用下的4.6倍;拉线极值拉应力达到1 300 M Pa以上,是常规B类风场作用下的2.5倍;且拉线门塔位移响应以导线频率占主要成分的低频响应为主,导线荷载对拉线门塔位移响应影响显著而对其加速度响应影响甚微.比较研究表明,中国规范缺乏下击暴流风荷载的设计条文,但是对杆塔进行常规B类风场作用下的设计取值是合理的,而美国ASCE荷载导则的计算方法会低估下击暴流对拉线门塔的破坏作用. 展开更多
关键词 输电线路 拉线门塔 暴流 风洞试验 时程响应分析
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