某滑雪场复杂山地地形风场的风洞试验与数值模拟研究.pptx
某滑雪场复杂山地地形风场的风洞试验与数值模拟研究
汇报人：
2024-01-28
引言
风洞试验设计与实现
数值模拟方法与模型建立
风洞试验结果分析
数值模拟结果分析
综合评价与展望
contents
目
录
01
引言
滑雪场作为冬季运动的重要场所，复杂山地地形下的风场特性对其安全运营至关重要。
风洞试验和数值模拟是研究风场特性的有效手段，可为滑雪场规划、设计和运营提供科学依据。
本研究旨在揭示复杂山地地形下滑雪场风场的分布规律和影响因素，为滑雪场的安全性和舒适性提供理论支撑。
国内外学者在山地风场特性、风洞试验技术和数值模拟方法等方面取得了一系列重要成果。
目前，针对滑雪场复杂山地地形风场的研究相对较少，且主要集中在单一手段的应用上。
未来，随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，风洞试验与数值模拟相结合将成为研究滑雪场风场特性的重要趋势。
研究内容
通过风洞试验，模拟复杂山地地形下滑雪场的风场特性，获取风速、风向等关键参数。
结合风洞试验和数值模拟结果，探讨滑雪场规划、设计和运营中风场特性的影响及应对措施。
利用数值模拟方法，建立复杂山地地形下滑雪场风场的数学模型，分析不同地形、气象条件下的风场变化规律。
研究目的：揭示复杂山地地形下滑雪场风场的分布规律和影响因素，为滑雪场的安全性和舒适性提供理论支撑。
02
风洞试验设计与实现
基于相似原理，通过人工产生和控制气流，模拟物体在真实环境中的气动特性。
包括试验段、动力系统、测量控制系统等，其中试验段用于放置试验模型，动力系统提供稳定的气流，测量控制系统则负责采集和处理试验数据。
风洞设备
风洞试验原理
根据滑雪场复杂山地地形的特点，设计具有相似性的试验模型，包括山体、滑雪道等关键元素。
模型设计
采用高精度的加工工艺和材料，确保模型的几何形状和表面粗糙度等符合设计要求。
模型制作
试验参数
包括风速、风向、温度、气压等，根据滑雪场实际气象条件进行设置。
数据采集
利用先进的测量设备和技术，如激光测速仪、压力传感器等，对试验过程中的关键参数进行实时采集和处理，确保试验数据的准确性和可靠性。
03
数值模拟方法与模型建立
计算流体力学（CFD）方法
采用基于有限体积法的CFD软件对滑雪场复杂山地地形风场进行数值模拟。
多尺度模拟技术
应用多尺度模拟技术捕捉不同尺度的流动结构，提高模拟精度。
湍流模型选择
选用适合的湍流模型（如k-ε模型、k-ω模型等）来模拟风场中的湍流效应。
03
局部加密技术
在关键区域（如山坡、峡谷等）应用局部加密技术，以提高模拟精度和捕捉流动细节。
01
计算域确定
根据滑雪场实际地形范围，确定合适的计算域大小，以保证模拟结果的准确性。
02
网格划分策略
采用结构化或非结构化网格对计算域进行离散化，根据地形复杂程度调整网格密度。
04
风洞试验结果分析
在滑雪场复杂山地地形中，风场分布呈现出明显的空间异质性。不同地形部位的风速、风向和风场结构存在显著差异。
通过风洞试验观测到，山地地形的起伏导致风场产生复杂的涡旋和湍流结构。这些结构对滑雪场的雪质、能见度和运动员的安全都有重要影响。
在特定地形条件下，如山谷、山脊和陡峭山坡等，风场表现出明显的加速效应和流向改变。这些区域的风速较高，风向多变，对滑雪运动的影响尤为显著。
地形高差对风场的影响主要表现在山谷和山脊之间。在山谷中，风速较低，风向相对稳定；而在山脊上，风速较高，风向多变。
通过对比分析不同地形条件下的风洞试验结果，可以揭示出滑雪场复杂山地地形中风场变化的内在规律和影响因素。
在不同地形条件下，如坡度、坡向、地形高差等，风场的变化规律存在明显差异。坡度较陡的区域风速较大，而坡向对风向的影响也较为显著。
风洞试验结果表明，滑雪场复杂山地地形中的风场具有显著的空间异质性和时间变化性。风场分布特征和变化规律受到地形、气候等多种因素的影响。
未来研究可进一步探讨滑雪场复杂山地地形风场的数值模拟方法和技术，提高模拟结果的准确性和可靠性。同时，结合现场观测和数值模拟结果，为滑雪场的安全管理和优化提供科学依据。
针对滑雪场建设和运营的实际需求，应充分考虑复杂山地地形风场的特点和影响。在滑雪场选址、规划和设计中，需要合理布局建筑物和设施，以减小风场对滑雪运动的不利影响。
05
数值模拟结果分析
通过数值模拟，得到了滑雪场复杂山地地形上的风速分布图。图中可以清晰地看到不同地形特征对风速的影响，如山脊、山谷、陡坡等。
风速分布图
数值模拟结果还可以展示风向随地形变化的情况。通过风向变化图，可以观察到山谷风、山脊风等局地环流现象。
风向变化图
湍流强度是风场的重要特征之一，数值模拟结果提供了湍流强度分布图。该图可以揭示复杂地形对风场湍流特性的影响。
湍流强度分布图
风速对比
将数值模拟得到的风速结果与风洞试