低速风洞非定常风特性模型及验证

摘要

位于大气边界层中的建筑结构受到非定常的风速影响会导致其结构破坏.为研究该现象,在风洞实验室中恰当地模拟大气边界层环境,不但要实现稳定风速的模拟,而且变动风速也要满足一定要求,即是阵风谱(Gust spectrum)的模拟.旨在通过分析影响风洞实验段风速的因素,采用改变动力段对电机输入的功率来实现要求的阵风谱,并在实际风洞中进行验证.结合流体力学原理,通过对空气以及动力系统进行分析来建立守恒方程,应用Matlab软件进行数值计算.模拟出在风速达到稳定后,输入正弦电压得到实验段的风速.模拟结果表明,在实验段风速呈现正弦曲线,经快速傅里叶分析与电压频率一致.经试验验证后与模拟结果吻合,振幅与风洞对应输入功率所标定的风速一致,故可用该方法模拟产生规定阵风谱下的非定常风.