江南体育海洋学第3章风及风的作用力docx

　　第三章风及风的作用力共18级，蒲福风级表13个风级，后补充12级风:32.7〜36.917级风:56.1〜61.2龙卷风：风速可达100、200、海平面气压场海平面气压场的9种主要形式:低压；高压；低压槽；高压脊；低压带；高压带；副低压；副高31图3-2风向方位图风速较大，风向不稳定大气环流与风系副热带高压带在南、北纬30附近，纬度圈缩副极地低压带：南、北纬60附近，副热带流与来自信风带北半球吹东北风，南半球吹东南风，风速不大，风向稳定盛行西风带北半球吹西南风，南半球吹西北风，季风（1）季风规律冬季风从陆地吹向海洋，夏季风从海洋吹向陆地）我国的季风情况10月至次年3月盛行偏北风；月为季风转换季节。2.寒潮（1）寒潮预警信号分级叫犬气流动总趋弊图32我国内蒙，经华北向华东沿海前进，蓝色预警:48小时内最低气温将要下降级以上；黄色预警:24小时内最低气温将要下降10C以上，最低气温小于等于4C,陆地平均风力可达级以上；橙色预警:24小时内最低气温将要下降12C以上，最低气温小于等于0C,陆地平均风力可达级以上；红色预警:24小时内最低气温将要下降16C以上，最低气温小于等于0C,陆地平均风力可达6级以上.从我国西北进入，经西北到华中，向沿海前进，直达南海;从蒙古人民共和国进入并影响东海；北南下，经渤海、黄海、直到东寒潮过境时常出现强大3-5寒潮路径图33的偏北风。3.台风（1）台风的定义：台风是作急速逆时针旋转的低压涡旋。台风的分类：a.按风速分：热带气旋——最大风速10.8〜17.1m/s（相当风力6〜7强台风一一最大风速大于32.6m/s（相当风力12级以上）。b.按路径分：西行台风登陆台风转向台风34LOOiztriso*uo-i5(rISHTE500hPa西太平洋副高脊的月平均位置（500hPa指的是：约为5880米高度的气压）副热带咼压对热带气旋移动的影响每年热带气旋发生数及占全球热带气旋总数百分的区域分布图每年热带气旋发生数及占全球热带气旋总数百分的区域分布图35风压计算一.设计风速1.工业与民用建筑结构及港口工程标准采用10m高处30.铁道部门标准桥涵建筑采用20m高、百年一遇自记10分钟平均最大风速高度：海面上10m左右时间：10分钟，一般条件；1分钟，极端条件重现期：30年；50准静态荷载把风的长周期变化成分，当成准静态荷载。准动态荷载把能量很少的短周期变化部分，当成准动态荷载。稳定风压是指在一定时间间隔内，将风的速度和方向都看作是不随时间而改变的量作用在建筑物上所产生的力江南体育。脉动风压由脉动风速产生的风压称为脉动风压稳定风压计算公式1.伯努利方程2.讨论(1)总能量不变不可压缩流体在流动中总能量不变，即流体的压力能与动能之时，流体的压力最大，用P。表示36总压Po不变o-p即流体的动压等于其总压与静压之差密度p与重度的关系gz:取近似值，即每上升1000m,从g0的原有值中减去3/10000海平面上各纬度的重力加速度g8.0978.2978.6979.3980.2981.1981.9138P-0.378e、0.00367t760一般都用年平均空气重度。e：为绝对湿度37Po9816风压系数的确定东南沿海：K=1/17内陆：1/16〜1/26一般：北纬45,1at.;15C=1.2255kg/m3海上基本风压计算乘风压增大系数例如，v=25.7m/s，距岸约为30公里，则1616查表3—得风压增大系数1.3，有^=40.97海上风压增大系数距海岸距离/km2〜3030〜5050〜100100海上与陆上风压比值1.21.2〜1.31.3〜1.51.5〜1.7由资料定kkzP0—建筑物的风载体型系数，其值如表（3-4）所示kz—风压高度变化系数江南体育，其值如表（3-5）所示。风压咼度变化系数kz形状2m0.64401.37圆柱形0.50.84501.43船身1.0101.0601.49甲板1.0151.10701.54孤立的结构形状（角钢、槽钢、梁）1.5201.18801.58甲板下面积（平滑表面）1.0301.291001.64甲板下面积（暴露的梁及架）1.3钻机井架的每一面1.2538^3-10结构脉动增大系数E自振周期几人L0L52.02-53.03+54+05H7.0脉动增大系数F1-4L72-02.32-52.73J53.3表371风速脉动系数随高度的变化高度加-200脉动系数9(U60.32250-21资料来源1.船舶定时观测并拍发电报海区划分划分为15个小海区3910分钟平三、设计风速建议值设计风速值（见图39a）换算公式：Vio采用Vi。=0.83V9b）江南体育。四、基本风压建议值图3-10各海区基本风压建议值（kg/nv；极端条件Mb）—般条件各晦区设计风速建议值（mA）（a）极迪条件Mb）—蜒条件40建筑物的作用力作用力1.风压迎流面：正向风压，背面：负向风压（吸力）2、拖曳力FDCDApFD=^CDAP2g3江南体育、升力FL=C』AP2g4.横向力ffi5-224•倾覆力矩41升力FL、CD和CL的确定。1.不同横断面形状（细长构件）的CD和CL1-962.012.00.3L99-L99矩形板：入=8,CD=1.96〜2.01入=20,CD=1.42CD=1.2CD=1.1242结构类型迎冈面形状系数两个平行立拄10两个平行的握架14*n)锥形、半球或半椭圆物面结构0.6框架塔式结构入为构件长度与断面尺度之比圆形构件LO2.CD0,630.690J50,83L0L22.组合型构件的CD:宽深比，AP/Ag:相对受风面积CD随雷诺数Re的变化Re反映了流体的紊动程度Re=vD/为构件的尺度；v为风速；u为空气的运动粘滞系数;1at.,1510^mf/s。43图372组合系数眾图3-14不同构件的随Re的变化Re接近0.5的区域时，CD有锐减的趋势江南体育。5.形状复杂的重要构件的CD通过风洞试验测量作用力，再换算出该结构的CD