自然风特性
L =
z w
1
σ
2 w
∫
∞
0
Rw1w2 ( x ) dx
x y 欧美规范：Lu = 2.93z Lv = 0.73z Lzw = 0.38z x y Lu : Lv : Lz = 1 : 0.25 : 0.125 w
x 紊流尺度：Lu = 5 Lu
(Turbulence Scale)
自然风：Lxu = 200m ~ 250m 比例：1:1000~1:500 x 风洞中：Lu = 0.2m ~ 0.5m
nS ( z, n) 3.36 f = 2 u* 1+10 f 5/3
5.3 巴斯金理论
(1)巴斯金谱
风压相关系数: R (τ ) = e−α τ ( cos βτ + µ sin β τ
2 γ0 ω4 + γ 3 巴斯金谱: S (ω) = 4 π ω4 + 2γ1ω2 + γ 2
)
(2) Chuen谱
4.3 积分尺度——Integral Scale(相关区域) 积分尺度矩阵：
L =
x u
x Lu x Lv Lx w y Lu y Lv y Lw z Lu Lz v Lz w
1
σ
2 u
∫
∞
0
Ru1u2 ( x )dx
L =
y v
1
σ
2 v
∫
∞
0
Rv1v2 ( x )dx
Iu = Iv =
σu
U
σv
U
Iw =
ห้องสมุดไป่ตู้σw
U
欧美规范: Iu : Iv : Iw = 1: 0.8: 0.5 中国规范: Iu : Iv : Iw = 1: 0.88: 0.52 σu 1 = 近似公式: Iu =
U ln ( z / z0 )
问题: ① σu和 U依赖于时间 ② Iu、Iv和 Iw之间关系复杂
k z0 U ( z1 ) ln(z1 / z0 ) = U (z2 ) ln(z2 / z0 )
U1(z1) δ2 α2 z1 α1 =( ) ( ) U2 (z2 ) z2 δ1
U(z2)
z2
z0 ——粗糙高度(m); µ* ——地表剪切风速
k k ——Karman 常数， ≈0.4
2.1风剖面(续)
y <2 z
γ y ( f ，y ) = exp( − a y f y / U ) u分量：a y = 28( y / z )0.45 v分量：a y = 12 + 11 y / z
z ≥ 2， a z = 0 z
γ y ( f， y)
0
(2)Davenport公式
γ z ( f ，z ) = exp( −C z f z / U )， Cz = 7 ~ 21
3
gradient height Boundary Layer Atmosphere
梯度风高度
Troposphere Atmosphere
大气边界层
对流层
离地高度(m)
10
Roughness Element
Roughness Layer
粗糙层
地表层
1
Surface Layer
ground surface
4.脉动风空间特性 4.1紊流因子——Gust factor(峰值效应)
Gu = U + umax U v Gv = max U w Gw = max U
第Ⅰ类和第Ⅱ类场地: Gu 第Ⅲ类场地: Gu 1.70
1.38
问题: ① umax和U不独立 ② 非统一统计量 ③ 试验方法重要性
4.2紊流强度——Turbulence Intensity(平均强度)
1 ∞ j ∫−∞ Sij (τ ) exp ( iωτ ) df ，( i，= u, v, w) 2
f2 f1
能量:
K j ( f1 , f2 ) = ∫
2 j
Sij ( f ) df
∞ 0
方差: σ
= K j ( 0 , ∞) = ∫ Sij ( f ) df
5.2 Kolmogorov理论 nS ( z, f ) = 基本理论: u
1200n f = U10
(1)水平脉动风谱(续) nS ( z, n) Simiu谱: =
2 u*
200 f
f =
nz U ( z)
(1+ 50 f
)
5/ 3
(2)垂直脉动风谱(续) nS ( z, n) Panofsky谱: =
2 u*
6f
(1+ 4 f
)
2
nz f = U ( z)
Lumley-Panofsky谱:
1.4 自然风分析模型 (1) 脉动风与平均风相比很小
U(z,t)=U(z) +u(z,t) U(z) ——随机变量，与时间无关 u(z,t)——随机过程，与时间有关 均值 方差
(2) 脉动风低谷特性利用
1 T U (z) = ∫ U (z, t)dt ( T=10~60 min) T 0 1 T 1 T 2 2 u = ∫ u(z, t)dt = 0；σu = ∫ u (z, t)dt T 0 T 0
1.2 自然风纪录
Wind Speed (mph) 60
503 ft.
210 ft.
40
40 ft.
20
0
1
2
3
5 Time (minutes)
4
6
7
8
图2 自然风实测纪录 (1)风速是脉动的，不是平稳的 (2)8分钟内的平均风速变化不大 (3)平均风速随高度增大 (4)脉动分量与平均风相比较小
1.3 自然风模型
*
基本条件:
γ −αβ = −
2 3
(1+ Bf )
α
Af γ
β
(1)水平脉动风谱 Von Karman谱:
Davenport谱:
nS ( n) 4β f = 2 2 5/ 6 u* (1+ 70.8 f ) x nLu 2 f = ， u = βu* σ2 U nS ( n) 4f 2 = 2 2 4/3 u* (1+ f )
γ z ( f , z ) = exp(− az f z / U )
z <1 z
z u分 量 ： a z = 12 + 11 z z v分 量 ： a z = 6 + 11 z z w分 量 ： a z = 6 + 18 z
z ≥ 1， a z = 0 z
(1)Panofsky & Dutton公式(续)
5.3 巴斯金理论(续)
(3)李桂青谱
ω2 S ( ω) = b 4 4 ω + 2γ1ω2 + γ 2
γ1 = β 2 −α 2，2 = β 2 + α 2 γ2
下周同一时间再见! 下周同一时间再见!
(3) 复合体模型(Complex Profile)
2 3 4 z u* z z z z U ( z ) = ln + 5.75 −1.88 −1.33 + 0.25 δ k z0 δ δ δ
2.2 场地类别
Power Spectrum n.s
Macrometeorological Mean Wind
Micrometeorological Gusts
Storm Breeze
(Cycles / HR) 10 Year
-3
.01 4 Day
.1 Day
1.0 Hour
10
100
1000 5 sec
5 min min
4.4相干函数—Spacial Coherence Function(空间相关) 区别于相关函数—Time Correlation Function(时间相关) 自相关函数(Auto- correlation) 互相关函数(Cross- correlation)
(1)Panofsky & Dutton公式
1 极值Ⅰ型: U T = b − a ln[− ln(1 − T )]
T
重现期T 越大、期望风速UT 越大
3.3风速分布 数据抽样: 越界峰值、阶段极值 分布概型: 极值分布、皮尔逊分布、对数正态等 参数估计: 极大似然法、最小二乘法、矩法等 统计检验: 概率曲线相关系数法PPCC 3.4风向影响 最大风向系数法: 刚性结构的简化计算 联合分布概型法: 现有条件的实用方法 平稳随机过程法: 理论上的精确方法
2.平均风空间特性
2.1风剖面—离地高度特性 (1)指数律模型(Power Profile) 相同场地: U(z1) = ( z1 )α 不同场地:
α δ1、2 ——梯度风高度(m); α1、2 ——常指数值(无量纲) δ
(2)对数律模型(Logarithmic Profile) µ* z ln( ) 基本公式: U ( z) = 相同场地:
3.平均风时间特性
3.1统计时距 1 T 平均风速: U ( z ) = ∫0 U ( z, t )dt 统计时距: 周期T 时距T 越大,风速U 越小 3.2重现期
1 极值Ⅱ型: U T = b + aexp{ln[ − ln(1 − )] /( −γ )} T 1 极值Ⅲ型: U T = b − aexp{ln[ − ln(1 − )] / γ } T
y4
5.脉动风时间特性 5.1紊流功率谱密度
(1)功率谱密度
Sij ( f j ) = 2∫−∞ Rij (τ ) exp ( −iωτ ) dτ，( i，= u, v, w)
风的起源及特性
风的起源及特性风的起源风是最熟悉的自然现象。
要了解风的形成必须了解包围着地球的大气的运动。
大气的流动也像水流一样是从压力高处往压力低处流。
太阳能正是形成大气压差的原因。
由于地球自转轴与围绕太阳的公转轴之间存在66．5°的夹角，因此对地球上不同地点，太阳照射角度是不同的，而且对同一地点一年365天中这个角度也是变化的。
地球上某处所接受的太阳辐射能正是与该地点太阳照射角的正弦成正比。
地球南北极接受太阳辐射能少，所以温度低，气压高；而赤道接受热量多，温度高，气压低。
另外地球又绕自转轴每24h旋转一周，温度、气压昼夜变化。
这样由于地球表面各处的温度、气压变化，气流就会从压力高处向压力低处运动，以便把热量从热带向两极输送，因此形成不同方向的风，并伴随不同的气象变化。
大洋中的海流也起着类似的作用。
从全球尺度来看，大气中的气流是巨大的能量传输介质，地球的自转以进一步促进了大气中半永久性的行星尺度环流的形成。
下图表示了地球上风的运动方向。
地球上各处的地形地貌也会影响风的形成，如海边，由于海水热容量大，接受太阳辐射能后，表面升温慢，陆地热容量小，升温比较快。
于是在白天，由于陆地空气温度高，空气上升而形成海面吹向陆地的海陆风。
反之在夜晚，海水降温慢，海面空气温度高，空气上升而形成由陆地吹向海面的陆海风（见下图）。
海陆风的形成图（a）白昼海防风；（b）夜间陆海风在山区，白天太阳使山上空气温度升高，随着热空气上升，山谷冷空气随之向上运动，形成“谷风”。
相反到夜间，空气中的热量向高处散发，气体密度增加，空气沿山坡向下移动，又形成所谓“山风”（见下图）。
另外局部温度梯度等因素也会使风能分布发生变化。
山谷风形成图（a）白天“谷风”；（b）夜间“山风”返回页首风的变化风向和风速是两个描述风的重要参数。
风向是指风吹来的方向，如果风是从北方吹来就称为北风。
风速是表示风移动的速度，即单位时间内空气流动所经过的距离。
显然风向和风速这两个参数都是在变化的。
第二章 自然风特性
E ( x) = μ + 0.5772 σ
σx =
πσ 6
E ( x)和σ x分别为风速样本的数学 期望和根方差
由极值 I型的公式，得：
xI = x = μ − σ ln( − ln FI )
FI
=1− 1 T
, T 为重现期；
于是有：
xI = x +ψσ x ψ 为保证系数
ψ
=−
6 π
[0.5772
建筑与土木工程学院
自 然 风 实 测 记 录
授课人：张玥
4
桥梁、结构物主要受所在地近地风的影响，即大气边界 层内空气流动特性的影响。结构物所在地的近地风特性 是进行结构物抗风设计与验算的基本依据。根据大量风 的实测资料可以看出，在风的时程曲线中，瞬时风速包 含两种成分：
一种是长周期部分，其值常在10分钟以上；
授课人：张玥
（1）场地基本风速的确定
当桥梁所在地区缺乏风速观测资料时，可利用《公路 桥规》JTGD60－2004中的全国基本风压分布图，将桥位 所在地区的基本风压换算为基本风速。
基本风速的确定要注意以下几个问题：
场地
我国规范规定标准地面粗糙度类别为比较空旷平坦 地面，意指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀
疏的乡镇和城市郊区。基本风速的测定应是在空旷
平坦地区，即一类粗糙度地区，场地粗糙度对平均
风速的影响后面再介绍。
风速测量 标准高度
在同一地点，越靠近地面，近地风遇到障碍物越 多，风能量损失越大．但离地越高，地面障碍物 对风的影响越小，相应风速随着高度的增加而变 大，我国规范规定离地10m高为标准高度。如果记 录换的成建风标筑速准与不高土在度木这的工一风程高速学度。院，则应作相应的转授换课，人转：张玥
自然风的实测研究
自然风的实测研究周军莉;尹飞;李善玉;张国强;王海娟【摘要】N ature w ind characteristics consist of averaged and fluctuating w ind characteristics. T aking natural w ind as constant flow m ay cause a larger error or even utterly w rong conclusions. W ith the change of tim e and space, natural w ind m ainly studied by field m easurem ent and statistical analysis appeared to have a strong nonlinear random feature. Since field m easurem entis one ofthe im portantw ays to analyze naturalw ind characteristics,the w orking principle and application scope of general instrum ents for m easuring w ind velocity, such as hot-w ire anem om eter, im peller anem om eter,Pitottube anem om eter,laser D oppler anem om eter,ultrasonic anem om eter,w ere introduced in this paper. A lso,research on w ind m easurem entand analysis athom e and abroad is sum m arized,and the follow ing conclusions are obtained:U ltrasonic anem om eter and sm all w eather station are w idely used for collecting data of nature w ind characteristics. D atabase of w ind characteristics, w ind speed and direction m odel, em pirical form ula are obtained according to the actualcharacteristics ofturbulentw ind based on statisticalanalysis.%自然风特性包括平均风特性和波动风特性。
自然风的1-f紊动特性的研究现状与展望 .doc
自然风的1/f紊动特性的研究现状与展望摘要：自然通风是人们乐于接受的通风方式，便其中的原因还没有得到全面、彻底的解释。
有学者发现1/f紊动特性是自然界普遍存在的信号紊动规律，人类的许多生理信号都具有1/f紊动特性，而且人体视觉、听觉对1/f紊动信号也有很好的认同感。
日本的学者在80年代初就发现室外自然风同样具有1/f紊动特性，并提出这很可能是自然通风带给人舒适性的一个重要原因。
近年来国内外的学者在研究气流紊动特性的描述方法，研制能产生1/f紊动特性气流的机械送风装置等方面进行了尝试。
本文综述了该方面相关课题的国内外的研究进展，并指出还有不少有关气流紊动的基础性机理问题有先进于进一步的研究。
关键词：自然风舒适性能1/f紊动特性 1 引言自然通风是人们乐于接受的通风方式，除了能减少传统空调制冷系统的使用，降低能耗外，其更有利于人的生理和心理健康也是其中一个重要原因。
各国的研究者在调查时均发现，人们对室外的自然风有着更好的接受性。
1992年，Fujii Haruyuki 和Lutzenhiser Loren [1] 在公款空调住宅的居民行为进行调查时发现，尽管许多家庭都配备有完善的空调装置，但大部分人都更喜欢打开窗户，依靠自然通风来保持室内物理环境，只有当自然通风无法保证室内环境时，人们才会使用空调设备，同年，Busch[2]对泰国曼保的两种类型（自然通风和空调）办公房间热舒适进行了实地调查，发现对于自然通风建筑，让人觉得舒适的环境温度明显高于通常的空调设计温度，其它学者在利比亚、中国等地的调研也得到了类似的结论[3][4][5]。
另一方面在实践中人们也发现人体对较高风速的自然风的长时间的耐受程度远远好于相同平均风速的机械风，以上的研究成果均表明在自然通风条件下，人体的热感觉要比温度相同的机械空调通风控制的环境来得舒适。
但是，其中的原因至今还没有得到一个被普遍接受的解释。
人体周围的气流的流动对人体的热感觉有着极为敏感的影响，关于自然风的风速脉动特征，日本的研究者们在80年代就发现其具有所谓1/f紊动特性（1/fluctuation）[6]并试图生产能够产生这种特征气流的空调设备。
风力发电知识入门
2.风力资源
太阳辐射到地球的热能中有约2％被转变成风能，全球 大气中总的风能量约为1014MW（10亿亿千瓦）。其中可被开发 利用的风能理论值约有3.5×109MW（3.5万亿千瓦），比世界 上可利用的水能大10倍。
2.1 中国风力资源
据中国气象科学院预测，我国经济可开发风能 资源为：
· 陆上约有2.53亿千瓦 (年电量5000亿千瓦时 ) · 海上约有7.5亿千瓦 · 合计约10亿千瓦
。
风速频率分布曲线
1.6
风的测量
初步选定风电场之后，要进行1～2年的测风。 测风的主要目的是正确估计该地区可利用风能的大小,为装 备风力机提供风能依据。 风的测量主要包括风向测量和风速测量两项. 测风高度一般为10m、30m、50m、70m。 从测量数据中整理出每分钟（或每小时）的平均风速和最多风 向，并选取日最大风速（10min平均）和极大风速（瞬时）以及 对应的风向和出现的时间。 对影响风机出力和安全其它气象数据（如气温、气压、湿度、 太阳辐射、雨、冰雹、冰雪）以及特殊气象情况（如台风、雷 电、沙暴、盐雾、冰冻期等）有测量和统计。
5.10 风力发电场
5.10.1 风力发电场的选址 5.10.2 风力发电场机组的排布 5.10.3 风力发电场的容量系数 5.10.4 风力发电机组的安装和调试
5.10.1 风力发电场的选址
风电场场址选择要求很严格，主要依据是： 1. 2. 3. 该地区的年平均风速在6m/s以上，且盛行风向稳定。 在预选场址内进行1年以上的测风，获取风速、风向及风速沿高度 的变化等数据。 对影响风机出力和安全其它气象数据（如气温、气压、湿度、太阳 辐射、雨、冰雹、冰雪）以及特殊气象情况（如台风、雷电、沙 暴、盐雾、冰冻期等）有测量和统计。 4. 5. 6. 地区内的地形、地貌、障碍物有详细资料。 距公路和电力网应较近，以便降低设备运输成本和接入电网的工程 费用。 场址应距居民点有一定的距离，以避免噪音的影响。
同济大学—自然风特性(精)
1 极值Ⅱ型: U T b aexp{ln[ ln(1 )] /( )} T 1 极值Ⅲ型: U T b aexp{ln[ ln(1 )] / } T
重现期T 越大、期望风速UT 越大
同济大学土木工程防灾国家重点实验室
3.3风速分布
数据抽样: 越界峰值、阶段极值 分布概型: 极值分布、皮尔逊分布、对数正态等 参数估计: 极大似然法、最小二乘法、矩法等 统计检验: 概率曲线相关系数法PPCC
粗糙层(Roughness Layer)：地表层底部10%，厚度10m左右 (地表粗糙元)
同济大学土木工程防灾国家重点实验室
1.2
Wind Speed (mph)
自然风纪录
60
503 ft. 210 ft.
40
40 ft.
20
0
1
2
3
5 Time (minutes)
4
6
7
8
图2 自然风实测纪录 (1)风速是脉动的，不是平稳的 (2)8分钟内的平均风速变化不大 (3)平均风速随高度增大 (4)脉动分量与平均风相比较小
Q S f f ij Si f S j f 2
2
(3)相关函数
互相关函数:
(4)能量与方差
1 Rij Sij exp i df ， i， j u , v, w 2
能量:
K j f1 , f 2
(1)水平脉动风谱 Von Karman谱:
Davenport谱:
nS n 4 f 2 2 5/ 6 u* 1 70.8 f x nLu 2 2 f ， u u* U nS n 4f 2 2 2 4/3 u* 1 f
电风扇自然风原理
电风扇自然风原理电风扇自然风原理是指通过电动机带动扇叶转动，产生一股类似自然风的气流，从而给人带来凉爽的感觉。
以下将详细介绍电风扇自然风的工作原理。
首先，电风扇的核心部件是电动机。
电动机将电能转化为机械能，通过转子和定子之间的相互作用，产生力矩和转速，从而带动扇叶旋转。
电风扇通常采用异步电动机，其结构简单、制造成本低，并且运行可靠。
电动机通过电源提供的电压电流，产生旋转力矩，使扇叶高速旋转，从而扇动空气。
其次，电风扇的扇叶设计也对自然风的产生起到重要作用。
通常电风扇的扇叶为三片或四片，并且呈倾斜角度排列，这样可以增加风力并使气流更加柔和。
扇叶的形状和轮廓也对风力的产生和输出有着影响。
一般来说，扇叶的设计应该具备较高的空气阻力系数和较低的空气动力噪声系数，以提高风速和降低噪音。
再次，电风扇的外壳和进风口的设计也对自然风的产生起到一定的影响。
电风扇通常将进风口设计在外壳底部或背面，通过吸入周围的空气使之与扇叶产生相互作用。
对于大多数电风扇而言，其外壳多为开放式设计，以便更好地吸入空气。
一些电风扇还可以通过摆头功能，使扇叶在水平方向上摆动，以便将风力均匀地分散到不同的方向。
最后，电风扇的电路控制也对自然风的产生起到一定的作用。
电风扇通常配备有控制开关，用于调节风速和摆头功能。
通过控制开关，可以调节电动机的转速，并且控制扇叶的摆动角度。
通过合理地控制风速和摆头角度，电风扇可以将产生的风力均匀地传递到周围空气中，使人感受到舒适的自然风。
总的来说，电风扇自然风的原理是通过电动机带动扇叶旋转，产生风力，再通过合理的扇叶设计、外壳设计和电路控制，将风力均匀地传递到周围空气中，从而产生类似自然风的气流，给人带来凉爽的感觉。
电风扇的自然风原理已经得到了广泛应用，在家庭、办公室和各种室内场所得到了极大的普及和运用。
第6,7讲 风荷载_自然风特性
风速数值： 24.5 ～32.6m/s
土木工程系 黄林
第6，7讲 自然风特性
3.1 自然风特性
1. 风力等级
台风
强台风
超强台风
风速级别： 12 ~13级
风速级别： 14~15级
风速级别： ≥16级
风速数值： 32.7m/s~41.4m/s
风速数值： 41.5m/s~50.9m/s
0.16
0.05
C
树木及低层建筑物等密集地区、中高层建筑物 稀少地区、平缓的丘陵地
0.22
0.3
D 中高层建筑物密集地区、起伏较大的丘陵地
0.30
1.0
土木工程系 黄林
第6，7讲 自然风特性
3.1 自然风特性
2. 平均风速特性
(1). 风速剖面
600
梯度风 450
梯度风
300
梯度风
150
0 城市中心
5.5 13.9~17.1 11 暴风 11.5
16.0 28.5~32.6
8 大风 5.5
7.5 17.2~20.7 12 飓风 14
32.7~36.9
9 烈风 7.0
10.0 20.8~24.4
1989年世界气象组织定义了热带气旋名称和等级划分标准。
热带低压 风速 级别 6~7 级
热带风暴 8~9 级
海拔高 度(m)
506.1 3658.0 3000.0 14.1
风压(kN/m2) R=10 R=50 R=100 0.20 0.30 0.35 0.20 0.30 0.35 0.25 0.35 0.45 0.45 0.75 0.90
第6，7讲 自然风特性
3.1 自然风特性
脉动风紊流度的相关参数分析
脉动风紊流度的相关参数分析董新胜;张军锋;杨洋;管品武【摘要】从自然风的基本特性入手,在系统介绍相关背景参数和假定的基础上,包括平均风速剖面U(z)、粗糙高度z0、表面阻力系数κ、剪切速度u*、湍流幅值σu 以及零平面位移zd和参数β等,选择多国荷载规范对其紊流度I(z)取值进行对比分析.对比发现,尽管我国荷载规范GB 50009-2012在修订中提高了I(z)取值,但相较美国、日本和欧洲规范和我国公路桥梁抗风规范,其取值依然偏低,尤其对于A类和B类地区.另外,详细分析了I(z)与粗糙高度z0和表面阻力系数κ等参数的函数关系,为脉动风数值模拟的参数取值提供了参考.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2019(035)003【总页数】6页(P155-160)【关键词】脉动风;紊流度;粗糙高度;表面阻力系数【作者】董新胜;张军锋;杨洋;管品武【作者单位】国网新疆电力公司电力科学研究院,乌鲁木齐830011;郑州大学土木工程学院,郑州450001;国网新疆电力公司电力科学研究院,乌鲁木齐830011;郑州大学土木工程学院,郑州450001【正文语种】中文0 引言受大气湍流和地表粗糙度的影响,自然风本身存在显著的脉动性,这也是结构顺风向风振的主要原因[1-3]。
准确地描述和确定自然风速的脉动性是结构风振效应试验或计算分析的基础。
尽管各国规范[4-8]都采用紊流度描述风速的脉动性,但各国规范紊流度的定义方式、具体取值以及基本假定都存在一定的差异。
尤其是紊流度的定义均针对具体的地貌类型,而各国规范对地貌类型的定义并不一致,这就给规范间的参考借鉴带来了诸多障碍。
随着我国工程界逐步走出国门承揽国际项目,有必要深入了解各国规范对紊流度的定义及差别,为国际工程设计咨询提供参考。
同时,对紊流度所涉及的相关背景参数的准确理解也是脉动风模拟的必要基础。
因此,本文从自然风的基本特性入手,在系统介绍相关背景参数的基础上,选择多国荷载规范如中国的GB 50009—2012和GB 50009—2001[4]、美国的ASCE7-10[5]、日本的AIJ-2004[6]、欧洲的EN-2010[7]以及公路桥梁抗风规范JTG D60-1—2004[8]等多部规范,对其紊流度取值进行对比分析。
大气边界层风的特性汇总
平均风日变化 时
间
平均风月变化
特
性 平均风随季度变化
平均风速日变化
平均风时间特性
平均风速月变化
平均风时间特性
平均风速季度变化
平均风时间特性
通常在北半球中高纬度大陆地区，由 于冬季有利于高压生成，夏季有利于低压 生成。因此，冬季平均风速要大一些，夏 季平均风速要小一些。
我国大部分地区，最大风速多在春季 的三、四月，而最小风速则多在夏季的七、 八月份。
1、大气边界层 2、边界层自然风 3、平均风特性 4、脉动风特性
1000~1500
大气边界层
大气边界层 大气边界层的厚度通常从几百米到几公里。
0.15
450
550
自然风
自然风实测记录
瞬时风速
自然风
=
平均风速
+
脉动风速
基本风速： 开阔平坦地面 离地10米高
100年重现期10分钟。
设计基准风速： 在基本风速基础上
：大气底层内z′高度处的平均风速 ：摩擦速度或流动剪切速度 ：卡曼常数(Karman) ：地面粗糙长度(m) ：有效高度(m)
二、指数率
平均风空间特性
v
z
vb
z zb
zb , vb
：标准参考高度和标准参考高度处的平均风 速；
z , v z ：任一高度和任一高度处的平均风速；
：地面粗糙指数
风玫瑰图
平均风向
脉动风特性
表征风的脉动分量的参数有（紊流 度）、（紊流积分尺度）、（脉动速度的 功率谱与互谱）等等
紊流度
脉动风特性
紊流度剖面
紊流积分尺度
脉动风特性
脉动风速谱
脉动风特性