风剖面

风剖面描述了风在风洞入口处的来流。它代表了“风模拟”分析类型的一个荷载工况属性（参考图像 "荷载工况的分析类型" ）。

新建风剖面

单击“风剖面”区域中的 按钮（2）。将出现 新风剖面 对话框。

风剖面在导航器的 荷载向导 类别中管理。您也可以使用快捷菜单定义一个新风剖面。

风剖面和快捷菜单

新建风剖面

风剖面类型

从列表中选择 风剖面类型。它可以是“用户定义的”，您可以手动定义风的属性，或是“根据标准”，应用在“基础数据”中选择的规范。

风剖面类型

用户定义的剖面

当选择用户定义的剖面类型时，您可以手动定义风剖面参数。在“输入值”表中输入“高度”z并分配“风速”v。在表下方定义空气密度。接着必须定义来流的湍流。当“考虑湍流”在“风模拟分析设置”对话框的主要选项卡中设置时，会考虑湍流。

默认情况下，“I”复选框下预设了一个恒定的“湍流强度”1%。湍流强度是湍流速度波动的均方根与平均风速的比值。理想的气流中，风速或风向绝对没有波动的情况下，湍流强度值为0%。对于高湍流情况，湍流强度通常在5%到20%之间（参考 CFD Online）。默认情况下将湍流强度设置为1%以涵盖大多数中低湍流情况。

然而，可以定义不均匀的湍流强度或其他湍流量。可以在“入口湍流定义类型”组合框中选择。

入口湍流定义类型

默认选项是“I 和 TuL”。默认情况下，湍流强度是均匀的；但是，通过取消选中“I”复选框，可以定义沿高度的剖面。湍流长度尺度TuL由模型尺寸自动计算；然而，可以在“输入值”表中手动定义。

另一种方法是使用湍流动能k和湍流耗散率ε（“k和ε”）或湍流动能k和湍流特定耗散率ω（“k和ω”）。这些量可以通过计算风剖面获得，例如，基于空气动力学表面粗糙度长度（地形类别）的大气边界层方法。

风廓线中湍流变量 k 和 epsilon 的定义

根据标准的剖面

按照规范风廓线

风荷载随建筑物高度变化，取决于特定标准的参数。可供选择的标准有EN 1991‑1‑4 [1]、ASCE/SEI 7‑16 [2]和NBC 2015 [3]。上面的风剖面图片说明了与EN 1991‑1‑4 [1]相关的参数。当设定了不同的标准时，这部分的内容将调整为代码的规定。

当您激活“参数”分支中“地形类别”旁边的文本框时，可以选择不同的类别。它们取决于您在模型的“基础数据”中设置的标准和国家附录。

地形类别

对于某些国家附录，风速也依赖于地形的海拔。

作为所有参数的结果，显示了“基本风速”v_b,0。风剖面由此值计算，考虑到模型的整体高度。根据EN 1991‑1‑4 [1]，4.2，这个值是特征性的10分钟平均风速，与风向和季节无关，在开阔地形10 m以上的低植被地区，例如草地和分隔至少20倍障碍物高度的孤立障碍物。您可以在表格（第二个选项卡，标记为“表格值”）中或在右侧的图形中查看每个高度的风速。可以“考虑平均速度”代替基本风速。根据EN 1991‑1‑4 [1]，4.3，z高于地形的平均风速v_m(z)取决于地形粗糙度和地形结构。根据EN 1991‑1‑4 [1]，表达式(4.3)确定。这考虑到了模型上出现的峰值速度压力效应通过特定的风洞模拟来考虑，从而允许应用较低的平均速度。当该选项激活时，表格和图表将被更新。

平均速度v_m的剖面在德国国家附录中规定，比如表NA.B.2中的四个地形类别。

空气的“密度”依赖于海拔、温度、大气压力和湿度。它对流体的动态行为有影响。

Dlubal 荷载查询工具