平行带状涡旋

山风预测新依据

从湍流中自发卷绕成平行主流的带状相干结构，可提升山区风场与风荷载预测能力。

Zhihang, Zhao · Cruz Y., Li · 陈增顺 · Siyu, Wang · Xu, Yemeng · Xue, Xuanyi · 黄乐鹏

Physics of Fluids 2023

参数信息

坡度角

90, 45, 26.5, 18.2 °

分离泡数量

2

技术优势

涡旋可预测

无序湍流在主流加速拉伸作用下自发卷绕成相干带状涡旋，表明该结构可在一定坡度范围内稳定形成，便于在预测模型中参数化。

成因明确

带状涡旋源于上游边界层逐渐分离泡内的无序湍流结构，揭示了从无序到有序的演化路径，为控制或利用该结构提供依据。

多坡度适用

在90°、45°、26.5°、18.2°四种坡角下均观察到平行带状涡旋，表明该流动特征对地形坡度不敏感，可推广至复杂山地。

应用场景

• 山区风场预测：识别出的带状涡旋可作为诊断量改进山区风场模型。
• 风荷载规范：该涡旋结构揭示的流动特征可为山区风荷载规范提供依据。
• 复杂地形空气动力学：带状涡旋展示了复杂地形上的一种典型空气动力学结构。
• 大气边界层模拟：该流动特征可作为大气边界层模拟的验证基准。