山体坡度对山体周围高速公路路面风速及行车安全的影响.pdf

第４０卷第１期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．１ 　 ２０１０年１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｊａｎ．２０１０ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１０．０１．０３８ 山体坡度对山体周围高速公路路面风速 及行车安全的影响 彭　佳　何　杰　 赵池航　陈一锴　 祁志国 （东南大学交通学院，南京２１００９６） 摘要：为深入研究山体坡度对山体周围环境风的影响，基于计算流体力学理论，选择Ｆｌｕｅｎｔ仿真 环境建立高度相同、坡度不同的二维余弦山体模型进行数值风洞试验．依据高速公路与山体的空 间位置关系以及常见车型的风压中心高度，定量研究了山体坡度与山体周围高速公路路面环境 风的关系．实验结果表明，山体顶端和山体下游区域是山体周围环境风的局部极大值点，并通过 数据分析和曲线拟合得到了相应的拟合公式．实验结论揭示了途径山体的高速公路路面环境风 受山体坡度变化的影响规律，为三维山体建模仿真参数的确定提供了依据，可为“风 车 路”系 统的深入研究、待建高速公路的选线以及运营高速公路的风速预警系统提供理论和技术支持． 关键词：环境风；山地；数值风洞；行车安全；计算流体力学 中图分类号：Ｕ４６１．９１　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１０）０１０２０１０６ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｅｒｒａｉｎｓｌｏｐｅｏｆｈｉｌｌｙｆｒｅｅｗａｙｏｎｓｕｒｆａｃｅｗｉｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄｄｒｉｖｉｎｇｓａｆｅｔｙ ＰｅｎｇＪｉａ　 ＨｅＪｉｅ　 ＺｈａｏＣｈｉｈａｎｇ　 ＣｈｅｎＹｉｋａｉ　 ＱｉＺｈｉｇｕｏ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｔｅｒｒａｉｎｓｌｏｐｅｏｎｔｈｅｗｉｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｆｒｅｅｗａｙｄｒｉｖｉｎｇ ｓａｆｅｔｙｉｎｔｈｅｈｉｌｌｙａｒｅａ，２Ｄｃｏｓｉｎｅｈｉｌｌｍｏｄｅｌｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ．Ｔｈｅｓｅｍｏｄｅｌｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｉｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙａｒｏｕｎｄｔｈｅｈｉｌｌｓｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｌｏｐｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｗｏｄａｎｇｅｒｏｕｓｆｒｅｅｗａｙｌｏｃａｔｉｏｎｓ ｗｈｅｒｅｔｈｅｗｉｎｄｉｎｄｕｃｅｄａｃｃｉｄｅｎｔｍａｙｍｏｓｔｌｉｋｅｌｙｈａｐｐｅｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｔｔｈｅｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅｃｏｍｍｏｎ ｖｅｈｉｃｌｅｓｗｉｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｃｅｎｔｅｒｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｓａｆｅｔｙ．Ｆｉｔｔｉｎｇｆｏｒｍｕｌａｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎ ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｒｅ ｓｅａｒｃｈｏｆ３Ｄｈｉｌｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄ“ｗｉｎｄｖｅｈｉｃｌｅｒｏａｄ”ｓｙｓｔｅｍ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅａｌｓｏｕｓｅｆｕｌ ｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｈｉｇｈｗａｙｄｅｓｉｇｎａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｓａｆｅｔｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｒｒａｉｎｗｉｎｄ；ｈｉｌｌｙａｒｅａ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌ；ｄｒｉｖｉｎｇｓａｆｅｔｙ；ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ