不同宽深比理想U形峡谷风场特性数值模拟研究

来源：振动与冲击杂志2025年第8期北京时间：

作者：靖洪淼,,,，崔胜楠，李维康，乔明哲mingzhe_9905，赵万茹，许浩然

单位：1.石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室，石家庄050043；2.河北省风工程和风能利用工程技术创新中心，石家庄050043；3.石家庄铁道大学土木工程学院， 石家庄050043；4.石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障教育部重点实验室，石家庄050043；5.石家庄铁路职业技术学院铁道工程系，石家庄050041

摘要：山区峡谷地形多变，风场特性较平原地区更加复杂。为探究山区U形峡谷风场特性及其分布规律，采用LES (Large Eddy Simulation)方法对不同宽深比的理想U形峡谷进行了数值模拟，分析了峡谷内平均风特性、脉动风特性和流场。结果表明：峡谷宽深比对平均风特性和脉动风特性存在显著影响，随着峡谷宽深比的减小，峡谷中的平均风速逐渐减小，峡谷的加速效应减弱，峡谷底部中心风攻角由正逐渐减小为负，湍流强度逐渐增大。峡谷内部各个位置处的功率谱均与von Kármán谱吻合较好，宽深比为0.33峡谷中心处脉动风谱峰值频率最小，由于山的阻挡作用，宽深比小的峡谷入口前的气流更加剧烈，峡谷内部涡更大。各工况峡谷内湍流积分尺度随高度增加先增大后减小，在峡谷上方逐渐增大，随着峡谷宽深比增大，峡谷内各处湍流积分尺度变化逐渐变小。<br>

关键词：U形峡谷；宽深比；LES方法；风场特性；流场