陡峭山坡风场数值模拟方法研究

来源：计算力学学报杂志2021年第5期北京时间：

作者：郑德乾,李亮,方平治,马文勇

单位：河南工业大学 土木建筑学院, 郑州 450001,河南工业大学 土木建筑学院, 郑州 450001,中再巨灾风险管理股份有限公司, 重庆 400000,石家庄铁道大学 土木工程学院, 石家庄 050043

摘要：地形起伏是造成山地风场复杂多变的主要原因，其风场特性与基于均匀粗糙平面的风场有很大的区别。为准确模拟山坡地形风场，以坡角45°的简化陡峭山坡为研究对象，采用CFD数值模拟方法进行了流场分析，通过与风洞试验和各国规范对比，详细分析了网格分辨率、湍流模型和坡顶局部光滑处理等因素对数值模拟风场精度的影响。结果表明，采用基本网格尺度布置以及Realizable k-ε湍流模型，在坡顶位置的风压系数值与风洞试验存在一定偏差；在坡顶分离点处采用具有二阶连续性的曲线进行局部光滑，可使得数值模拟所得风速比和风压系数与试验结果更好地吻合，且光滑曲线的过渡段水平距离越短，模拟效果相对越好，坡顶位置的地形加速效应模拟结果与文献试验、中国以及澳大利亚规范具有更好的一致性。

关键词：CFD数值模拟,陡峭山坡,地形风场,光滑曲线,地形加速效应,

基金资助：国家重点研发计划（2018YFB1501104）资助项目.