一种垭口、峡谷地形风速场的数值模拟方法技术

本发明专利技术公开了本发明专利技术提供了一种垭口、峡谷地形风速场的数值模拟方法，通过考虑垭口和峡谷地形环境参数以及山体表面的网格粗细情况，优化计算域的三维计算模型，对峡谷和垭口模型的风速场进行模拟，分析了风速场和地形参数的关系。本发明专利技术采用的具体技术方案如下：S1：将单山山体外轮廓选取余弦型曲线；在单山的基础上进行拉伸，构成山脉，设定两条山脉的距离，当山脉距离大于山体直径则构成垭口地形，反之则构成峡谷地形。S2：根据山体的三维计算模型尺寸建立足够大的长方体计算域，定义入口边界条件和湍流积分尺度，湍流模型采用Realizable k

【技术实现步骤摘要】
一种垭口、峡谷地形风速场的数值模拟方法


[0001]本专利技术属于风速场模拟领域，具体的说是一种垭口、峡谷地形风速场的数值模拟方法。

技术介绍

[0002]在输电线路投入运行时，或多或少会经过部分复杂的非平坦地貌，例如峡谷、垭口地形，这种特殊的微地形所导致的风加速效应和上升气流可能导致局部承受较大的风荷载，不利于输电线路的安全运行。而当前气象局给出的风区图大多比较粗糙，更多从宏观的角度考虑某地区的风速，对于假设输电线路的山体近地面几十米没有给出足够明显的区分度。因此，需要更精确的模拟峡谷、垭口地形的风速场。
[0003]通过试验研究是一种最直接的模拟方法。通过大型的风洞试验装置，建立峡谷、垭口的等比例缩小模型，利用控制变量法研究哪些山体尺寸参数对风场的影响更大。这一方法的经济成本特别高，操作难度也较高。另一种方法就是利用仿真软件模拟的方法，实施较为便利。模拟三维坐标系下各个方向的风速值的具体大小，精细化程度较低，与实际风场的差异性较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种垭口、峡谷地形风速场的数值模拟方法，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垭口、峡谷地形风速场的数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将单山山体外轮廓选取余弦型曲线，其表达式如下：在单山的基础上进行拉伸，构成山脉，设定两条山脉的距离，当山脉距离大于山体直径则构成垭口地形，反之则构成峡谷地形；S2：根据山体的三维计算模型尺寸建立足够大的长方体计算域，定义入口边界条件和湍流积分尺度，湍流模型采用Realizable k
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ε湍流模型，选用非平衡壁面函数，计算域入口为速度入口，出口为自由出口，两侧和顶部为对称边界，平地和山地表面为固定壁面；S3：对长方体计算域进行网格划分，对所述长方体计算域和山体三维计算模型交界处进行网格的局部加密，使网格长度为5m；S4：入口处的边界条件设置为速度入口，通过UDF方式定义入口处风剖面速度、湍流动能、湍流耗散率，其表达式如下式所示：式中，U(z)为离地高度z处的平均风速；U
r
为参考高度z
r
处的平均风速；α为地面粗糙度指数，取B类地貌下为0.05；S5：入射风速的湍流动能和湍流耗散率以自定义函数的形式进行设置，表达式如下：k(z)＝0.5[U(z)I(z...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，李孟，赵蓂冠，马树阳，张小刚，王宇晨，李晓光，董新胜，庄文兵，蒋兴良，胡建林，张志劲，郑华龙，邓鸿飞，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：