风对水面油膜运动的影响

本文对风引起海面油膜的漂移速度的关系,通过水面紊动剪切应力的平衡理论,推导出风系数的近似计算公式。结合有关现场观测资料和风洞模拟试验结果,确定油膜的风漂移速度与风速之比的经验系数为1.6—3.5％。     

风漂流作用下粘性膜在海面的扩散

根据理论推导可预报下列影响: 海面粘性膜在风漂流作用下沿风向的方向伸延。伸延速度的向量方向可与风漂流的速度方向不一样。伸延速度值与风的摩擦力和模厚成正比,与形成膜的液体的运动分子粘度成反比。对于1毫米至1厘米厚的溢油油膜,当风速为5—10米/秒时,一昼夜可伸延若干公里。     

浙江金塘港海域溢油扩散数值模拟研究

本文针对浙江舟山澳洲活牛进境加工项目可能的溢油事故,预测分析溢油油膜的扩散漂移对周边海域的影响。首先采用MIKE21 HD模块建立了舟山海域二维潮位模型,在利用实测水文数据对模型验证的基础上,通过MIKE OS模块模拟溢油油膜的扩展、输移和风化过程,计算了在航道和靠泊平台发生溢油时不同工况下油膜的扩散输移过程。对比分析计算结果表明:油膜的扩散输移与油品泄漏地点、溢油发生时刻、流场特征以及风速风向相关;静风时,油膜运动由涨、落潮流主导,随水流流动扩散输移,24 h最大扫海面积为195.74 km2;夏季主导风向SE向风条件下,向杭州湾开敞水域输移,不受岸线和岛屿的阻挡,扩散范围更广,24 h最大扫海面积为209.71 km2;不利风向NW向风条件下,油膜在金塘岛南侧岸线和周边岛屿沿岸堆积,24 h最大扫海面积为131.99 km2。     

中美油罐VOCs排放核算公式参数敏感性研究

介绍了中石化系统VOCs排放核算公式和美国环保署推荐公式,并对2种方法的优缺点进行了对比分析.结合油罐排放核算实例,分析了导致中美两种方法计算结果不同的原因,最终确定了VOCs年排放量核算结果为43.43t.利用了回归分析的方法,对中美核算公式的主要参数进行了敏感性研究,各参数拟合方程的R²均接近于1,将t统计量P值显著性水平设置为0.05,结果表明,在计算浮顶罐VOCs排放时,中石化公式的敏感参数包括：粘附系数、风速、二次密封系数、密封系数和风速指数;EPA公式的敏感参数为内壁粘附系数、风速、静风边缘密封排放系数、有风情况下边缘密封排放系数和浮顶板密封长度系数,风速指数为非敏感参数.     

基于全球风场产品中国海表面风速变化分析

基于CCMP、ERA-Interim和NCEP-DOE三种全球风场产品,利用线性趋势检验和变异性系数分析了我国海表面风1985～2013年的风速变化情况。结果表明:不同风场产品所表征的海表面风变化趋势及区域变化强度存在差异。CCMP和NCEP-DOE均显示中国海表面年平均风速在呈显著性线性增强,增加速率分别为0.050 m/s·a和0.015 m/s·a,CCMP风速的快速增长可能隐含着资料同化背景场改变而引起的风速抬升因素,ERA-Interim并未显示出中国海表面风速在1985～2013年有明显的线性增强或减弱趋势。在黄渤海对中国海域海表面风增速贡献方面,NCEP-DOE与CCMP计算结果截然不同,CCMP显示黄渤海是中国四个区域海区中风速增加最强的区域,而NCEP-DOE显示该区风速增加最弱。     

基于255 m气象塔天津地区污染天气高空风特征研究

基于2016年4月—2017年3月天津地区地面、255 m气象塔和风廓线监测数据,结合数值模拟,研究天津污染天气分析中高空风特征,以期进一步提高污染天气预报准确率.结果表明:高空风速和风向分析对污染天气趋势判断有重要作用,如冠层以上高度风速、300~1500 m风向对PM2.5污染程度的指示效果好于近地面同类数据;在选取高空风速指标时,应尽量避免边界层顶附近高度风速数据选取,如使用300 m和600 m风速和作为指标要好于300、600和900 m风速和作为指标.而其是否有利于污染扩散判断的临界阈值为10~15 m·s-1,小于10 m·s-1时水平扩散条件不利于污染物扩散,大于15 m·s-1时有利于污染物扩散.分析高空风向时,需要考虑输送高度和Ekman螺线的影响,与地面不同,300~1500 m高空风分析时,有利于出现污染天气的风向为西风、西南风和南风,而地面仅为南风和西南风;当1500 m高度呈现东风、偏东风和东南风时,天津地区受来自渤海的气流影响明显,污染气象条件有利于污染物扩散,空气质量以良好为主.     

海面动力学粗糙度参数化方案对近海风资源评估结果的影响

采用数值模拟手段可以获取风能资源开发利用高度处资源量的区域分布状况,海面的动力学特性对近海面风速的数值模拟结果影响较大,论文采用WRF模式来研究不同海面动力学粗糙度参数化方案对近海及沿海地区风能资源的数值模拟评估结果影响以及方案的适用性.采用不考虑粗糙度变化(P_0)、WRF模式中参数化公式系数为定值的方案(P_WRF)、Yelland和Taylor 的分风速对参数化系数进行取值的方案(P_YT)对杭州湾近海及沿海地区风场进行模拟研究.通过与观测资料的对比分析可以得出以下结论:通过参数化方法改变海面动力学粗糙度可以改进近海和沿海地区风速的模拟效果,且P_YT 方案的模拟效果要优于P_WRF方案;当观测点为海风时,考虑粗糙度变化方案的风速模拟结果改进更加明显;观测点风速低于约8 m/s 时,所有方案模拟结果的相对误差均随风速增加而降低,P_YT 方案的模拟误差最小,P_0 的误差最大;而当风速大于8 m/s 时,相对误差会随风速的增加而增加,P_YT方案模拟误差最大,P_0 方案误差最小.三种方案模拟风能资源差异主要体现在陆地沿海和近海区域,离海岸线较远的陆上地区模拟结果相差不大,在沿海和近海区域方案P_WRF平均风速模拟结果比方案P_YT的偏高约为0.5 m/s,平均风功率密度偏高约为50 W/m².     

长江中游鲤鱼山河段溢油事故模拟研究

基于MIKE21 SA模块,结合长江中游鲤鱼山河段气候、水文条件,模拟了丰水期和枯水期在常风向NE风条件下,150 t燃料油泄漏事故造成的油膜漂移和扩散过程。结果表明在NE风影响下,丰水期和枯水期油膜都沿河道右岸水域漂移,会对瑞昌市四大家鱼原种场长江捞苗区水域和码头镇水厂取水口造成一定的污染,武穴市第一水厂和武穴市第二水厂取水口水域基本不受影响。丰水期和枯水期油膜漂移速度、油膜面积和油膜厚度等特征存在明显的差异。预测结果可以为不同条件下溢油事故应急响应、灾害评估提供科学决策及支持。     

两个相邻高建筑物周围的风环境

描述研究了建筑物周围人行道高度风速分布特征的风洞模拟实验。结果表明：在一个横风向宽度很大的高大建筑物的迎风面拐角附近，风速增大约１倍；而在建筑物的前方有风速的骤变区，这均形成严重的风环境问题。当用一通道将该建筑物分割成两个相邻建筑物时，上述两方面的风环境问题得到了有效的改善，且通道宽度与建筑物顺风向尺度之比的优化数值在１８至２４之间     

广州地区近十年来霾天气近地层流场特征研究

利用2001-2010年广州地面气象站逐时风速、风向、湿度、能见度等观测资料以及欧洲中期天气预报中心(ECMWF)10 m风场再分析资料,通过计算逐日局地环流指数(R系数)等方法,研究了近10年广州地区地面风场与能见度的关系,同时还利用聚类分析统计了广州出现霾天气时的大尺度流场特征。结果表明:广州地区出现灰霾天气时,夜间风速多数时候小于1.0 m/s,白天风速虽然较大,但是依然不足1.5 m/s,最大值风速出现在14-15时左右;R系数能够很好地反映出风场的有效输送能力,平均R系数与能见度的相关性较好,当R系数约小于0.75时,广州能见度小于10 km;导致广州地区出现灰霾天气的流场可主要划分为冷气团型、暖气团型和台风型3种,其中冷气团型主要出现在干季,暖气团型主要出现在湿季,台风型总数较少并且多数出现在湿季。     

自动气象站非规范算法对风观测数据质量的影响

目的弄清非规范算法对风观测数据质量的影响程度。方法采用规范方法和二种非规范方法同时统计长期正常采集的风向风速数据,统计每月16位风向的极大风速及其对应的风向和时间、最大风速及其对应的风向和时间、2 min平均风速、10 min平均风速、含静风的风向频率等参数,并绘制相应参数的风玫瑰图,比较不同算法、相同参数的风玫瑰图,探讨算法间的误差。结果风速简单滑动平均法、风向矢量滑动平均法对16位风向上极大风速、最大风速、10 min平均风速的统计结果与规范方法很接近,而风向、风速简单滑动平均法对上述5种参数的统计结果与规范方法都有很大差异。结论自动气象站非规范算法会降低风观测数据质量,加强自动气象站供货商资质管理是提高气象观测数据质量的基本保障。     

宜昌地区中低空风速变化特征分析

利用宜昌1958—2013年逐日探空风资料,通过趋势系数、滑动t检验和小波分析等方法,分析宜昌中低空规定高度平均风速的时间变化,并和同期地面风速变化进行对比。结果表明：1）500和1 000 m高度月平均风速变化均呈双峰曲线,1 500和2 000 m月平均风速变化趋势较为一致,3 000 m月平均风速波动较大。2）从季节分布来看,500~2 000 m平均风速均为春季最大,3 000 m平均风速冬季最大;不同高度层季平均风速随高度上升增幅不同。3）500 m年和四季平均风速的年际变化最剧烈;500~2 000 m,年平均风速的离差系数随高度上升明显减小。4）1971—2013年,宜昌地面10、 500、 2 000、 3 000 m年平均风速显著减小;1 000和1 500 m年平均风速略有增大但未通过显著性检验。5）宜昌中低空平均风速主要经历了20世纪80年代由下降到上升和90年代由上升到下降的突变;冬季平均风速的突变次数最多,夏季平均风速突变次数最少;各高度年、季平均风速的突变次数随高度上升而减少。6）各高度普遍存在8~14 a的较长周期和2~4 a的较短周期,其中较长周期主要出现在夏、秋季,较短周期主要出现在春、冬季。     

环境风险评价中溢油模式选择及实例分析

《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T 169-2004)中,突发事故溢油的油膜计算采用P,C,Blokker公式,该模式假设油膜在无风的条件下呈圆形扩展,具有一定局限性。Fay理论揭示了油膜自身的扩展机制,但在实际应用中应考虑流场及风场对油膜扩散的影响,在风和流场的作用下油膜成椭圆形扩展,椭圆长轴在风和流场的合成方向上。建议在环境风险影响评价中采用Fay模式并考虑风速和流速影响,实例研究表明该模型操作性和可行性较好。     

反应堆控制棒驱动机构电机温升试验研究

目的 研究电机在不同工况下的温升情况,完成电机散热能力评估,为电机散热优化和工程通风设计提供参考.方法 模拟驱动机构实际运行环境,在断风条件下进行自然散热温升试验,获取电机温升最大工作模式,并在该模式下进行2种风速条件下的通风试验,获取定子绕组的平衡温度.当定子绕组达到热平衡后,切断通风,进行断风试验,获取最大断风时间.结果 电机温升最大时,工作模式为三相通电,增大风速可降低定子外壁温度,提高定子绕组与定子外壁的温差.三相通电工况下,5 m/s和8 m/s风速下最大断风时间分别为15 min和22 min.结论 开展了电机温升试验研究,获得了典型工况下电机的温升状况,为电机散热优化和工程通风设计提供了参考.     

三维潮流数学模型及油膜输移扩散的数值计算

本文采用多层二维潮流数学模型计算了流速场的空间分布,并利用表面流速及风的效应,计算了风及潮流作用下的油膜扩散输移。本文考虑了油膜在扩散输移过程中的挥发损失及破碎波对油膜的击落损失。通过计算表明,本文所考虑的方法是合适的,结果比较理想,可供实际应用。     

大气污染物长期平均浓度估算中风资料的应用

针对平均风速在大气长期平均污染浓度估算中的不适用性，提出了平均污染风速的概念。实际应用证明，平均污染风速能正确地使用于估算长期平均浓度和污染系数中，文章具体地对上海地区３个气象站１９９４年平均风速和平均污染风速及其采用此两种风速计算的污染系数做了分析，证明用平均污染风速代替平均风速来计算风向下的大气污染物长期平均浓度与实际情况较一致。最后还寻找了两者之间的联系和差异。     

河谷城市通风系数研究

通风系数是科学确定污染物排放总量的基础.利用WRF模式模拟的边界层高度和风速计算了兰州新区2014年4个季节的通风系数,探讨了风速的季节性变化和日变化特征.结果表明:①WRF模式模拟得到的兰州新区的混合层平均风速呈夜间高、日间低的特征,日间混合层内平均风速最大值出现在20:00左右,这与地面风速积分法确定的平均风速具有较高相关性,验证了利用模式模拟边界层内平均风速特征的能力.②混合层高度季节变化呈现春夏季高、秋冬季低的特征;受太阳辐射的影响,日间混合层高度明显高于夜间.③通风系数具有明显的季节性变化特征（4个季节的通风系数分别为4 607.6、5 424.1、1 316.4、706.9 m2/s）,夏季高,冬季小,这与混合层高度和混合层内平均风速的季节性变化特征一致;日变化呈现单峰型的变化规律,冬季的峰值出现在15:00,而其他3个季节的峰值则出现在17:00左右.研究显示,WRF模式的模拟结果可以较好地反映混合层平均风速的基本特征,利用WRF模式模拟的结果计算得到的河谷地形的通风系数较为合理,不同季节的通风系数差异较大.      

风速及风向对城市热岛强度的影响研究

为研究气象参数风对城市热岛效应影响,利用2008—2013年长沙气象局提供的相关气象数据,采用统计方法,首次研究了风速和风向对热岛强度分布规律的影响。结果表明:长沙热岛效应主要发生在晚间;热岛强度值随风速的增大而降低;处于顺风方向上的南北方向,两者热岛强度的差值随风速的增大而逐渐减少;处于与风向垂直方向上的东西方向,两者热岛强度的差值不受风速大小的影响。气象参数风对城市热岛强度和空间分布影响显著。     

广州地区灰霾与清洁天气变化特征及影响因素分析

利用2006~2010年广州气象站逐时地面风场、湿度、能见度观测资料和2006~2009年珠江三角洲其他33个地面观测站风场观测资料,通过对灰霾与清洁天气过程的风速风向进行统计分析与矢量和分析,研究了广州地区灰霾与清洁天气过程的变化特征及影响因素.结果表明:灰霾天气过程在干季发生较频繁,主导风向为东南及东南偏南风,风速一般在1.5m/s以下,静风频率大于多年静风频率;灰霾天气过程风矢量和较小,扩散条件较差.清洁天气过程主要出现在湿季,风速普遍较大且主导风为东南及东南偏南风,干季也可以出现清洁天气过程,主要为较强的北风及偏北风;清洁天气过程风矢量和较大,有较强的平流输送.     

高空风场对某飞行器级间分离影响研究

目的研究高空风场对飞行器飞行时级间分离的影响。方法建立飞行器分离模型,仿真计算飞行器分离时下面级的横移距离、两个关键部件之间的间隙。结果在最低飞行条件风速34 m/s时,下面级横移距离和两个关键间隙均满足设计条件。在仿真计算风速40 m/s条件下,下面级横移距离、两个关键部件间隙均满足设计要求,因此最低飞行条件风速可放宽至40 m/s。在最大风速45 m/s时,三个值均超出了设计值,有可能会对分离造成影响。结论高空风对飞行器级间分离存在一定影响,随着高空风风速的增加,面级的横移距离和两个关键部件之间键间隙随之增加。