基于CFD风环境模拟包头市某小区风环境综合研究

运用CFD软件,对包头市某小区的风环境进行模拟分析,分析了冬夏两季风对小区内风速、风压,指出了局部风环境的风舒适度、热舒适度和大气污染扩散能力,为包头市绿色建筑规划提供设计参考。     

基于CFD技术的居住区室外风环境评价——以浙江省绍兴市越城区为例

近年来城市化进程高速发展,改变了城市地表粗糙度,从而影响城市的空气流通能力。为了解不同建筑布局形式的风环境差异,更好地为建筑设计服务,本文以浙江省绍兴市越城区为例,通过将气象资料和城市建筑地理信息资料相结合,利用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)技术开展新旧2种不同建筑群风环境模拟的探索研究。结果表明：在各季节不同的主导风向下,10 m高度内各层的平均风速,高层布局建筑群的平均风速始终大于中低层建筑布局。在人行高度处,中低层建筑布局流场分布均匀,室外通风良好,而高层布局的风速大值区主要集中在通风廊道上,背风区则存在大量静风区。中低层建筑布局对风环境改变较小,有利于大气污染物的扩散,而高层建筑布局,尤其是围合式,不利于小区污染物的扩散。     

低层大气急流的季节观测分析

本论文分析了低层大气急流的季节变化.原始数据是美国的编号为03937的站点2002-2004年的数据,笔者对数据中经向风和纬向风这两个参数进行处理.通过对其拟合处理,运用IDL软件编程输出图形,发现低层大气急流的季节变化规律,即经向风的风速随着高度的变化幅度小,纬向风的风速随着高度的升高变化幅度比较大,春冬季急流最大,而夏季急流最小.     

东北日光温室最大风荷载特征及风灾预警指标研究

风荷载作为温室主要活荷载,直接影响着温室结构的安全性和经济性。本文利用东北地区176个气象站1981-2010年的10分钟平均最大风速资料,采用极值Ⅰ型分布函数计算了5年、10年、20年、30年重现期的风速极值和风压,结合东北地区日光温室结构特点,确定了日光温室所受最大风压,最终得出了东北各区域日光温室遭受大风危害的临界风压和风速指标。结果表明:东北东部、西部及北部山区为最大风速和风压低值分布区,沿海及中部平原为高值分布区,随着重现期的缩短,最大风速及风压呈下降的趋势。日光温室风荷载范围为(0.07~0.44)k N/m2,与建筑规范中基本风压标准值差距较大,在不考虑日光温室风载体型系数的情况下,确定东北各区域日光温室大风掀棚风压和风速指标。从风荷载空间分布看,占据东北大部地区的Ⅰ和Ⅱ区有利于日光温室发展,其中辽宁的Ⅰ和Ⅱ区光热资源丰富,冬季温度较高,有效生长积温多,更适合日光温室发展。     

武汉地区风环境影响下湿地调温作用的模拟分析

湿地是支持城市可持续发展的生态资源之一，是生态系统的重要组成部分。风是自然界流动性比较大的气候因子，可以成为改善空气环境的重要媒介。本文旨在利用湿地和城市风环境为夏热冬冷型的武汉市实现一种无污染、低能耗的气候调解方式，缓解由于气候条件较差而带来的能源问题与城市宜居水平下降的问题。文中利用计算机模拟技术，采用相关的气象、生态数据研究了在城市风环境的影响下，武汉市的湿地资源对城市通风、降温、采暖、舒适性等环境问题的调节作用。从研究中发现湿地在城市大气环境调节方面的作用非常大。但是城市的风环境受热岛效应及城市建筑过于密集的限制，运行状态较差，致使湿地调节城市气候的潜力远未完全发挥出来。为此，本文在现状评价的基础上提出了改善风环境、充分发挥湿地效能的优化措施，并进行了相应的对比模拟实验，提出现阶段应该保护与合理利用各类湿地的建议。     

对室外田径场设计及使用过程中引入环境风场分析的研究

许多运动员在田径比赛中创造了超世界纪录的好成绩,但是由于超风速成绩不予认可,成为比赛的憾事。为此归纳了室外田径场风环境的一些基本情况并进行了分析,认为室外田径场的环境风和再生风问题是规划、设计中需要特别注意的问题,在室外田径场设计、验收及使用应中引入环境风场分析,希望引起有关方面的关注。     

基于风资源评估的风电机组设计风速分析

在风电场设计过程中,需要选择多种风速,进一步对风力机的功率进行分析,以此使风电场年发电量能够达到最大值。本课题笔者从风资源评估、设计风速分析与选择及风力机尾流效应等多方面进行了分析,希望以此为风电场的合理设计提供有效依据。     

毕节市风能资源评估初探

分析贵州省2006~2007年的平均风速分布,发现贵州省风能资源比较丰富的区域主要集中在贵州省西部的六盘水市以及毕节市的西部。然后利用毕节市威宁站2006~2010年的气象站观测资料,分析威宁站10m高度的年平均风能密度、年平均有小时数、风速的日变化、月季变化、风向和风速频率等风参数的分布特征。分析结果表明威宁县10m高度风能资源属于可利用区,具有开发和利用的价值。     

基于CFD模拟的塔式建筑街区自然通风优化设计的相关研究

利用CFD风环境模拟研究基本地形和周围环境对基本风环境的影响,充分研究了自然通风与总体布局,建筑形状和围护界面的关系。[1]以及不同风速方向的风、窗户开启或关闭状态、利用三维CFD模拟和风洞实验,通过定性分析后整合设计方案,在对设计方案进行定量分析后,对CFD风环境评估结果进行修正,以及早期检测出恶劣的风环境。通过多个项目的比较评估,提出相应的改进措施,达到首选施工方案的目的。最后,将预测结果与实验结果进行比较和验证。     

连霍高速公路百里风区柔性防风阻沙栅布设方案研究

以连霍高速公路三十里风区、百里风区沿线2个多要素5层梯度风监测资料、1个4要素自动气象站风向风速监测资料、百里风区典型横断面短期强风监测资料为基础,结合连霍高速百里风区路基高度、经纬度、海拔高度等地理参数,采用气象学、流体力学、风洞试验、强风监测技术、空气动力学、概率论与数理统计、公路工程技术标准相结合的方法,计算连霍高速百里风区距路面4.0m高度处最大瞬时风速2年一遇设计值,10min平均最大风速30年一遇设计值。同时参阅了大量国外发达国家(日本、英国、德国、法国高速铁路,以及高速公路高路堤横风危害计算模型),特别是日本空气动力学专用大型风洞研究(桥梁、高路堤、防风栅)组合的风洞试验、高速公路安全运行的管制制度和设置防风栅研究结果。分析连霍高速百里风区风特征,提出连霍高速百里风区防风措施采用柔性防风阻沙栅,为连霍高速百里风区不同类型汽车安全、高效行车提供技术保障。     

南海岛礁风能资源及风力发电评价简

南海地理位置优越、自然资源丰富,合理开发管理南海岛礁可宣示国家主权。风能是一种清洁可再生能源,对其开发利用可为南海岛礁建设提供无污染的能源供给。研究先基于2006-2009年1 096幅QuikSCAT风场数据计算海面10m高度风功率密度,对南海岛礁风能资源进行评价。再根据风能廓线指数推算海面70m高度风功率密度,结合35景Landsat ETM+影像提取的干出礁礁坪估算各岛礁风电装机容量,对南海岛礁风力发电进行评价。结果表明：①南海岛礁风功率密度等级为4-7级,能很好的应用于风力发电;②南海岛礁风功率密度在季节上呈“逐渐递增”趋势,春、夏季风功率密度较小,秋、冬季风功率密度较大;③各岛礁风电装机容量中,西沙群岛综合而言最高,东沙群岛、中沙群岛均为第三级别,南沙群岛大多为一、二级别;④东沙群岛的东沙岛、中沙群岛的黄岩岛、西沙群岛的华光礁、浪花礁、赵述岛以及南沙群岛的南海礁、日积礁、南华礁风电装机容量较高,可优先进行风力发电建设。     

分布式利用是风能发展的重要方向

文章从推动分布式风能利用的意义出发,分析了世界范围分布式风能利用的发展现状和政策机制,对比讨论了我国分布式风能利用的现状和相关政策,说明了我国当前存在的问题及障碍。重点分析并提出了我国分布式风能发展的前景与发展路线图,指出未来将在分布式风电机组及其关键部件、分布式风电场开发、分布式风能利用与其他可再生能源互补综合利用等方面开展基础理论研究、高技术研发与创新、示范应用及产业化推广,进一步提升自主创新能力。分析说明了分布式风能利用技术创新的需求,提出了政策保障措施的建议。通过技术、政策、市场机制等多方面的协同创新,推动包括分布式风能在内的可再生能源在我国绿色低碳能源战略实施及生态文明建设过程中更好地发挥作用。     

对流层风廓线仪探测资料比对分析

本文利用对流层风廓线仪和二次测风雷达的测风实验数据,对其数据处理、统计、比对和分析。结果表明,在低空和高空,二者探测存在一定差值,中间高度具有较好的一致性。     

近海风电场风机基础局部冲刷估算

建设近海风电场时,风机所处的海洋环境十分复杂,在复杂的气象水文条件影响下,风机基础周围会出现冲刷坑,进而影响风机基础的稳定。所以,风机基础的局部冲刷深度是工程设计的重要参数。采用埕岛油田海洋平台基础局部冲刷现场观测资料,对国内常用的两个计算基础局部冲刷深度的经验公式(韩海骞公式和王汝凯公式)进行验证,发现该海域波浪对泥沙的作用不可忽略。运用波流合成速度代替纯潮流速度,改进的韩海骞公式计算结果与实测值吻合良好。最后,对与埕岛油田海域环境相似的拟建的风电场工程风机基础的局部冲刷深度进行了计算,计算结果对实际工程具有一定的参考价值。     

在八木天线设计中风载的影响

本文中对风载荷的形成以及风载荷对结构的作用进行了概述,特别是对于八木天线的设计时风载对其的影响,以及天线风载的计算方法的分析,使其得到更为准确的计算值。     

国外发展风电产业的经验与启示

风电产业在国外发展迅速,本文介绍了印度及欧洲部分国家风电产业发展的概况和法规政策,对我国风电产业的发展有着一定的启示。     

福建沿海70米高度风能资源分布特点及评估

利用福建省沿海地区18座测风塔70m高度的观测资料进行计算分析。结果表明,福建沿海地区风能资源储量丰富,其中福州中南部至泉州南部沿海一带风能资源最为丰富,年有效风功率密度介于（516.7～930.4）W/m2之间,平潭岛的风功率密度更是高达930.4W/m2;此外,位于福建南部的漳浦县赤湖镇一带的风能资源也非常丰富,年有效风功率密度超过509.9W/m2。风功率密度的计算结果与模拟结果分布特点相一致。福建沿海地区年平均有效风能时数及其百分率分别为7837.3h、82.9%。依据国标（GB/T18710-2002）对福建沿海风资源等级进行划分,福州中南部至泉州南部沿海一带应用于风力发电等级为＂很好＂,其余地区介于＂较好＂和＂好＂之间。另外,统计分析结果表明,福建沿海风向稳定,各地区主导风向明显,北部、中部、南部三个地区的主导风向风别为N-NE、N-NNE和NNE-ENE,风能密度分布特点与风向一致。     

长三角浅海辐射沙洲风能资源开发与非并网风电产业发展研究

近年来,由于长三角地区经济快速发展,时能源的需求量迅速增加,其中电力的缺口尤其明显,同时更面临着严峻的环境污染形势,迫切需要改变能源格局,改善生态环境,对新能源与可再生能源进行大规模的开发应用.位于长三角的东台、如东、大丰三市浅海辐射沙洲风能资源十分丰富,具有地质务件优越、灾害性气象概率低、没有航道、没有大型渔场和地下线缆,又地处电力负荷中心、高新技术产业基础好、人才基础厚实、资本市场发育良好、内在动力强等优势,非常适合发展大规模、超大规模海上风电场,发展空间巨大,如开发其中15%的风能资源,即可兴建一个相当于年产4250×10~4t标煤(相当于年开采量2980×10~4t原油)、每年减排1.12×10~8t CO_2的永续绿色能源基地,不占用耕地、不产生移民、也没有生态安全问题.本文针对海上大规模风电场间歇和波动的巨大电能难以为电网承受的难题,提出大规模非并网风电与高耗能负载相结合的新路径,建设若干"无碳型"高耗能绿色重化工产业,利用风能替代化石能源,实现"高碳能源向无碳能源"的跨越;建设一系列利用非并网风电直接进行大规模海水淡化和规模化制氢的产业基地,100%利用海上风电进行大规模海水淡化和制氢,由输电上岸变为输淡水上岸、输气上岸.     

基于GIS技术的陆上风能资源开发制约因素分析

本文采用中国气象局的风能资源数值模式系统,模拟了甘肃酒泉风电规划区较高分辨率（1km×1km）的50m高度平均风能资源分布状况。结果表明,玉门市昌马乡西部、瓜州县柳园镇附近、敦煌西部与新疆哈密交界区以及马鬃山镇附近年平均风功率密度和年有效小时数均较大,属于风资源较丰富区,有利于大规模风电开发。通过与测风塔实测数据的对比检验,评估了数值模拟结果的准确度。根据实际地形地貌和土地利用等基础地理信息,采用ArcGIS空间分析技术和建模工具分析了影响甘肃酒泉风电基地风能资源开发的主要制约因素,扣除不可开发区和限制开     

大规模海上风电场建设的技术支撑体系研究

海上风力发电是今后保障能源消费安全、保持经济增长和保护环境等方面的一个强有力的手段.随着风电技术的进步,以及海上资源丰富、风速相对稳定、开发利益相关方较少、不与其他发展项目争地、可以大规模开发等优势,大规模海上风电场建设已成为风电产业发展的新趋势.但是,海上风电场施工困难、对风电机组质量和可靠性要求较高、对抗击海上台风等灾害性天气要求苛刻,因此要健康、快速、有序地发展海上风电,除了要对海上复杂的风资源和环境条件进行深入研究分析外,强有力的技术支撑更是不可或缺的.大规模海上风电场建设的特征是现有众多技术的集成,其中既包含海上建设项目的共有技术,如海上平台、海上桩基、海上桥梁等成熟技术;又包含海上风电场建设的专有技术,如海上风电场的施工、安装、运输、维护等配套实施的投入和建设等技术难点.本文首先分析大规模海上风电场建设的技术支撑体系内涵和总体框架,然后重点从海上大功率专用风力机、海上风电场施工安装、海上风电登陆传输、海上风电场抗台风等自然灾害以及海上风电大规模应用等方面,深入阐述大规模海上风电场建设的技术支撑体系,可为大规模建设海上风电场提供科学的依据和指导.