南京林业大学学报(自然科学版)

作者：郝艳峰,李政,胡桂清

单位：1.山西工程科技职业大学建筑工程学院,山西 晋中 030619,2.山西工程科技职业大学设备工程学院,山西 晋中 030619,3.新疆农业大学资源与环境学院,新疆 乌鲁木齐 830052,4.新疆土壤与植物生态过程自治区级重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830052

关键词：树木气弹模型,风洞试验,风致响应,概率分布,极值

基金：新疆土壤与植物生态过程重点实验室开放课题(XJKL202309),山东省技术创新引导计划中央引导地方科技发展专项资金项目(YDZX2023010),山西省高等学校科技创新项目(2024L427),山西省高等学校科技创新项目(2024L428),山西省统计科学研究项目(2024Y027)

【目的】研究不同来流风下树木的风致响应特性,分析树叶数量和湍流度剖面对树枝和树干加速度概率分布特征和树干加速度极值的影响,为防护林的维护和管理提供参考。【方法】基于满足主要相似要求的树木缩尺气弹模型,设计8种不同树叶数量的树冠形态,参照工程科学数据集ESDU 85020中的全尺寸理论风场,在风洞中构建能够覆盖平坦、开阔和城郊地貌的4类风场,通过测量风速、树枝和树干加速度,开展树木风致加速度概率分布特征及极值研究。【结果】以基于对应80%累积概率的偏度和峰度值作为关键点,确定树干加速度高斯分布的判别准则。树干加速度概率分布多数符合高斯分布特征,树枝加速度概率分布不符合高斯分布特征。树枝加速度对应80%累积概率的偏度和峰度值随湍流度的增加而显著增加。通过对比广义极值理论Gumbel法、广义Pareto法、峰值因子法3种计算方法,广义Pareto法对树干顺风向加速度极值的拟合效果最好。二次多项式可以较好地拟合树干顺风向极限加速度与平均风速的关系,树干顺风向极限加速度随平均风速的增加而增加,随湍流度的增加而增加。【结论】基于树木气弹模型风洞试验研究,得到了能够反映全尺寸下树枝和树干加速度的概率分布特征和极值特征。

来源：2025年第6期

《南京林业大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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