Distribution characteristics of near-shore wind parameters considering wind-wave coupling
CSTR:
作者:
作者单位:

1.长安大学 公路学院,西安 710064;2.中国铁路西安局集团有限公司,西安 710054

作者简介:

谢泽恩(1996—),男,博士研究生,主要从事桥梁风工程方向的研究,(E-mail)xiezeen@chd.edu.cn。

通讯作者:

李加武(1971—),男,教授,博士,(E-mail)ljw@gl.chd.edu.cn。

中图分类号:

O357.5

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(51978077)。


Distribution characteristics of near-shore wind parameters considering wind-wave coupling
Author:
Affiliation:

1.School of Highway, Chang’an University, Xi’an 710064, P. R. China;2.China Railway Xi’an Group Co., Ltd., Xi’an 710054, P. R. China

Fund Project:

Supported by National Natural Science Foundation of China (51978077).

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    摘要:

    为研究近岸处风参数的分布特性,基于CFD(computational fluid dynamics)技术,建立了二维几何模型,针对二维风作用在平静水面(初始状态)情况,采用SST k-ω湍流模型以及多相流模型对其风参数的分布特性进行数值模拟,开展了发展距离、水深、来流风速以及水底地形的坡度变化对风参数分布特征的变化特性分析。结果表明:当发展距离在60 m以内时,风速在距离水面较近处大于入口风速,呈现加速现象;当超过60 m后,风速随着位置高度的增加而增加,达到一定高度后,速度大小保持不变;坡度变化对风参数的分布特征无影响;水深对风参数特征有着很强的相关性,水深的增加会导致梯度风高度呈现非线性增加,同时对风速有着较大的影响;入口风速大小对梯度风高度以及风结构形式无影响,但会影响距离入口较近处的加速效果。

    Abstract:

    To investigate the distribution characteristics of wind parameters near shorelines, a two-dimensional geometric model is developed using computational fluid dynamics (CFD). The study employed the SST k-ω turbulence model and a multiphase flow model to simulate wind parameter distributions under the influence of two-dimensional wind over calm water. The effects of fetch distance, water depth, incoming wind speed, and underwater terrain slope on the distribution characteristics were analyzed. Results indicate that for fetch distances belowe 60 m, wind speed near the water surface exceeds the inlet wind speed, demonstrating an acceleration effect. Beyond 60 m, wind speed increases with height until stabilizing at a specific elevation. Terrain slope variations exhibit negligible effects on wind parameter distribution, while water depth shows strong correlations. Deeper water leads to a nonlinear increase in gradient wind height and significantly alters wind speed profiles. Although inlet wind speed does not affect gradient wind height or wind structure, it does impact the near-surface acceleration effect.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

谢泽恩,李嘉煜,李加武,蔡松. Distribution characteristics of near-shore wind parameters considering wind-wave coupling[J].重庆大学学报,2025,48(6):14-24.

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  • 收稿日期:2024-02-26
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  • 在线发布日期: 2025-07-11
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