防风网气动特性参数的试验研究
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目前，国内外关于防风网的研究多集中在防风网防风抑 尘方面，如防风网形式、防风网布置、防风网高度和开孔率等 对风场风速的影响和防尘效果。关于防风网结构抗风设计方 面，如防风网的阻力系数或风载体型系数、防风网风致振动结 构安全可靠度分析等，还没有系统的研究成果资料。本文采
＊收稿日期：２００９—０６—０９ 作者简介：徐洪涛，博士研究乍，从事桥梁与建筑结构的抗风减灾 研究；何勇（通信作者），研究员，从事公路工程、交通 安全、交通１二程研究，３８６３７７０５＠ｑｑ．ｔｏｍ。
防风网风载体型系数是确定风荷载的重要参数，其绝对 值随透风率增大而减小。当透风率较大时，迎风断体型系数
Ｔａｂｌｅ ４
表４透风率为３５．９％平板网模型的测力结果
Ｎ
Ｒ咖ｌｔｓ ｏｆ ｆｏｒｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｌｌ ３５．９％
ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ
６００
５００
４００
Ｏ－
导３００
２００
１００
２０
３０
４０
５０
６０
Ｄ【产／２／Ｐａ
７０
８０
图６不同透风率防风网压力损失与来流动压的关系
表１和２给出ｒ １０．０ ｍ／ｓ来流风速下扣除了空风洞的压 力损失后，透风率分别为２９．９％和３５．９％的蝶形防风网模型 前后的静压损失分布情况。
图３安装在风洞中的蝶形防风网模型
Ｆｉｇ．３ Ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ ｓｈａｐｅ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｉｎ ｗｉｎｄ ｔｕｎｎｅｌ
圈４安装在风洞中的平板防风网模型 Ｆ培．４ Ｆｌａｔ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｍｏｄｅｌ ｉｎ钾ｉＩＩｄ ｔｕｎｎｅｌ
将不同孔径的平板网模型同定于测力天平七，为保证平 板网测力能够在二维流场中进行，在测力模型两侧布置补偿 模型，补偿模型Ｌｊ测力模璎之间保持２—３ ｌｎｌｎ的问隔，以避免 测力受到影响。
３试验结果
由图５可以看出，靠近洞壁的空风洞沿程静￡Ｅ损失要明 显高于风洞中间区域，这是由于流体与洞壁摩擦造成的能量 损失远大于流体内部力造成的能鞋损失。从数值卜看，风洞 横截面的静压差变化不大，不超过７．０ Ｐａ，远小于放置防风网 模型后的静压损失，因此认为静压差分布是均匀的。风洞的 每延米的静压损失即平均静压梯度为４．０ Ｐａ／ｍ。 ３．１测压试验结果
式中 Ｋ为压力损失系数；Ａｐ为防风网前后的静雎损失；Ｐ
为空气密度；Ｕｄ为来流风速。
压力损失系数反映了防风网对能碡消耗的比例，其值越 高，对能壁的损耗就越大，对流动的阻碍作用就越明显。图６
为ｌｌｌｉ种透风牢下蝶形防风网前后压力损失与来流动压的对应
关系，采用最小■乘法进行拟合，得到压力损失系数Ｋ。根据
式（１）得到透风率为２９．９％和３５．９％的蝶形防风网压力损失
万Baidu Nhomakorabea数据
加１０年２月
徐洪涛，等：防风网气动特性参数的试验研究
Ｆｅｂ，２０Ｘ０
０．４０ ｍ×０．２５ ｍ。图３和４分别为试验中的蝶形防风网模型 和平板防风网模型。 ２．３试验方法 ２．３．１风洞沿程损失
在进行试验以前，首先考察风洞中的流动沿程损失和横 截而卜的均匀性，获得空风洞的静压梯度。在安装防风网测 压模碘位置的前后ｌ ｍ的两个风洞横截面分别沿横向和竖向 布蹬测点．横向存风洞的中心线、１／４和３／４轴线位置，竖向则 按１５ ＣＨｌ间隔自下而卜．布置ｒ １１个测点。试验风速为１０ ｍ／ｓ，空风洞时的沿程静压损失及沿横截面的静压差分布情况 见图５。 ２．３．２测压试验
２０世纪５０年代以来，日本、美国、英国、澳大利亚、新西兰 等同家均对防风网防尘技术进行ｒ研究，其中以Ｈ本和美国 开展的ｊ：作较多¨ｑ Ｊ。早期ｋｅ等【＂Ｊ的防风网试验研究主要 集中在）Ｐ４Ｌ牢及开孔方式Ｌ，基本没有涉及它的防风抑尘的 应用。２０世纪７０年代，日本开始研究防风网“防风抑令”技 术，并将防风网应用于控制港口露天煤堆场的粉尘污染【６ Ｊ。 我国防风网防尘技术的研究起步较晚。８０年代中期，刘志 等Ｌ７ Ｊ对防风网有关结构参数进行ｒ验证。并提出了一螳峨待 解决的『口Ｊ题ｏ ７｜。９０年代初，李玉江等｜８１对防风网的防尘机 理．防风网的主要结构参数特征、开孔率、双层结构及防风网 的材质等做丁一些研究论证。近年来，李明水等【９１在防风网 防尘机理、防令效果分析和防风网成用设计等方面开展了大 嚣试验研究Ｊ：作，进一步改进和完善了防风网技术，并在解决 防风网１＝程应用问题中获得突破。
中图分类号：Ｕ４４７
文献标识码：Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９—６０９４．２００９．０６．０１９
Ｏ引 言
防风网是一种多孔透风的人造屏障，通过设置在露天的 各种储煤场、矿石、石灰堆放场周围，降低来流风速片减弱大 气湍流中的旋涡结构，达到抑制扬尘的目的。随着环保事业 的发展及防风网在防治大气环境污染中的广泛应用，关于防 风网的研究日益增多。
Ｐ。为参考点风堰；Ｃ；为第ｉ测点的压力系数。当防风网表面
各测墟点均匀布置时，计算式为
户户ｓ 。２ ｉ＝÷厶∑Ｌｃｉｉ
（Ｌ，５，）
冲Ｉ＝Ｉ
根据式（５）计算结果：对于透风率为２９．９％蝶形防风网，
迎风嘶体型系数产。＝一Ｏ．０１８，背风面体型系数户。Ｉ＝一８．０５；
对于透风率为３５．９％蝶形防风网，迎风面体型系数卢。。＝ ０．０１３，背风面体型系数肛。ｌ－一４．１８。
７０
用风洞试验的方法研究透风率分别为２９．９％和３５．４％的蝶 形、平板两类防风网的压力损失系数、风载体型系数和阻力系 数，以期为防风网实际工程的结构抗风设计提供参考。
２试验概况
２．１试验设备 防风网气动特性参数的风洞试验在西南交通大学风工程
试验研究中心ＸＮＪＤ—ｌ工业风洞的第２试验段进行。该试验 段为２．４ ｍ ｘ２．１ ｍ（宽×高）的矩形。风速町在１．０—４５．０ ｍ／ｓ 范罔内调节。风洞底壁没有转盘，可以实现风向角在０—３６００ 范围内变换。转盘可以和天平底座相连接，进行模型测力。
当透风率较小时为负值，较大时为ＪＦ值，即防风刚向后的吸力是上要
作用力。防风网的压力损失系数、风载体型系数和阻力系数相４紧密
联系，其值具有一·致性，随着前者的提高．后两者的值也提高，即防风 抑伞效果越好，抗风安伞性越差。防风网结构设计时。要统筹兼顾，权
衡利弊，选其最佳结合点。
关键词：结构丁程；防风网；阻力系数；风涧试验；风载体型系数； 压力损失系数
系数分别为８．０４和３．９７。
研究表明，防风网压力损失系数与防风网透风牢、雷诺数
和马赫数有关，在防风网均匀孔型和小町压来流风下，当雷诺
数Ｒｅ＞２５０时，防风网压力损失系数只与防风网透风率有关。
参考文献［１１］，得到流经阻尼网的压力损失系数和阻尼网透风
率的关系，即
Ｋ＝≯
（２）
式中 口为透风率。根据式（２）得透风率为２９．９％和３５．９％的 蝶形防风网压力损失系数分别为７．８４和４．９７。
将蝶形防风网模型固定于风洞内，在模型前后ｌ ｍ位置 的截面内沿风洞的横ｌ川和肾向按等『日Ｊ隔１５ ｃｍ布置ｒ测压 点，以获得模型前后ｌ ｍ他嚣风洞截面的静压分布，试验风速 为１０ ｍ／ｓ。同时为ｒ研究网前后压力损失与来流动压的关 系，改变试验风速，获得不同风速下风洞中心线上二网前网后静 压损失。试验风速为６．２—１１．０ ｍ／ｓ，风速间隔为１．２ ｍ／ｓ。 ２．３．３测力试验
ｒｉｇ．６
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｏｓｓ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｐ肿骚ｕｒｅ ｏｆ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ
得到防风网表面各测点的压力系数值后，对其进行加权平均， 得到该表面的风载体型系数。
防风网表嘶各点压力系数计算公式为
营 弱 塞
距风洞底面高度／ｃｍ
Ｆｉｇ．５
圈５空风洞沿程静压损失 Ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｏｓｓ ａｌｏｎｇ ｗｉｎｄ ｔｕｎｎｅｌ
Ｔａｂｌｅ １
表ｌ ２９．９％透风率防风网模型静压损失 Ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｏｓｓ ｏｆ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｍｏｄｅｌ ｗｉｍ ２９．９％ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ
７ｌ
万方数据
Ｖ０１．１０ Ｎｏ．１
安全与环境学报
第ｌＯ卷第１期
３．２测力试验结果 透风率２９．９％和３５．９％的平板网模璎的测力结果见表３
和４。
４气动特性参数计算
表３透风率为２９．９％平板网模型的测力结果
Ｎ
Ｔａｂｌｅ ３ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｆｏｒｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ ２９．９％
测压试验所用的测住仪器为々用的多路Ｉ司步脉动压力测 量系统，即脉动压力传感器将觚力信号转换为电信号，把Ｉ司一 时刻的信号经信号调节器存入采样保持系统，然后通过ＤＡ／ ＡＤ转换，由计算机采集各路Ｉ司步信号。然后分析处理成每个 测点的平均压力系数和脉动压力，其流程图见图ｌ。
测力试验所用的测力仪器为五分馈测力天平及相应的数 据采集系统，其数据采集系统由３部分组成：放大器、Ａ／Ｄ板 和计算机。采集过程见图２。 ２．２模型制作
７２
万方数据
２０ｌＯ年２月
徐洪涛，等：防风网气动特性参数的试验研究
Ｆｅｂ．２０１０
Ｃ产毕
（３）
了１ ＩＤｕｄ２
防风网某一表面风载体型系数公式为［１２１
式中
０１
Ｐ，＝∑Ｃｉ ＡＡ／Ａ
（４）
‘一ｌ
卢。为防风网表【酊的风载体型系数；ＡＡ，为第ｉ测点相
应面积；ｎ为测点总数；Ａ为总面积；Ｐｉ为第ｉ测点的风压；
ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ
４．１ 防风网压力损失系数计算
防风网之所以能够降低来流风速，主要在于其对来流有
一定的阻碍作用。为了定龋刻画这种阻碍作用，引进压力损
失系数这一参数。压力损失系数定义为，封闭管道ｑ，的均匀
流在通过防风网之后的静雎损失与来流动压之比¨ｏ。，即
Ｋ＝Ａｐ／（０．５ｐＵｊ）
（１）
根据试验要求，制作了不同透风率下的平板防风网模型 和蝶形防风网模型。蝶形防风网模型用于测压，由１ ｍｍ钢板 压制向‘成，其孔隙牢分别为２９．２％和４４％，迎风投影面透风 率为２９．９％和３５．９％。测压模型由若干块１．２ ｍ ｘ ０．３３ ｍ规 格的鄙件组装而成，并通过两根角钢围定于风洞壁。
平板防风网模型用于测力，由２ ｍｍ厚的钢板制成，考虑 到风涧试验段的尺寸，采用１：９２的缩尺比。在相同透风率的 前提下，分别按照直径２ ｍｍ、３ ｍｍ、４ ｍｉｌｌ和５ ｍｍ在钢板表面 均匀布置圆孔，从而形成４种不同孔径的平板防风网。保证 流场的二维特性，平板防风网测力模型由测力模型和两侧的 补偿模型组成，其中测力模型为１．６０ ｍ×０．２５ ｍ，补偿模型为
第ｌｏ卷第１期 ２０１０年２月
安全与环境学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
Ｖ０１．１０ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ，２０１０
文章编号：１００９．６０９４（２０ｌＯ｝０１．００７０，０５
防风网气动特性参数的 试验研究＊
徐洪涛１，何勇１，廖海黎２，李明水２ （１北京交科公路勘察设计研究院有限公司，北京１０００８８；
压力损失系数足防风网的一个霞要气动特性参数，是防 风网效能设汁的重要指标。一般来说，压力损失系数越高，防 风网阿ｔ碍作用越大，防风抑尘效果越好。 ４．２防风网风载体型系数计算
风载体型系数足指风作用在建筑物的表面卜所引起的实 际压力（或吸力）与来流风的速度雎的比值。它描述的是建筑 物表面在稳定风压作用下的静态雎力分布规律，主要与建筑 物的体形和尺度有关，也与周围环境和地面粗糙度有关。在
２西南交通大学风丁程试验研究中心，成都６１００３１）
摘 要：防风嘲气动特性参数是防风网结构设计中的蕈要参数。通
过风洞试验的方法研究了透风率分别为２９．９％和３５．４％的蝶形、平板
两类防风｝。９的静力风倚载气动特性参数。结果表明，防风网风载体型 系数背风面为负值，其绝对值远大于迎风面；迎风面风载体璎系数。
Ｆｉｇ．１
图ｌ多路同步测压系统流程图 Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｍｕｌｔｉ－ｐｒｅｓｓｕｒｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ
模型
可变增益
同定截止频率低
天平
放人器
通滤波器
ＰＣＬ
计 ８１６
算
Ａ／Ｄ
板
机
南傺薹Ｈ鬻Ｈ篓
图２测力天平数据采集系统流程图
Ｆｉｇ．２
Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｆｏｒｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｂａｌａｎｃｅ
＊收稿日期：２００９—０６—０９ 作者简介：徐洪涛，博士研究乍，从事桥梁与建筑结构的抗风减灾 研究；何勇（通信作者），研究员，从事公路工程、交通 安全、交通１二程研究，３８６３７７０５＠ｑｑ．ｔｏｍ。
防风网风载体型系数是确定风荷载的重要参数，其绝对 值随透风率增大而减小。当透风率较大时，迎风断体型系数
Ｔａｂｌｅ ４
表４透风率为３５．９％平板网模型的测力结果
Ｎ
Ｒ咖ｌｔｓ ｏｆ ｆｏｒｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｌｌ ３５．９％
ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ
６００
５００
４００
Ｏ－
导３００
２００
１００
２０
３０
４０
５０
６０
Ｄ【产／２／Ｐａ
７０
８０
图６不同透风率防风网压力损失与来流动压的关系
表１和２给出ｒ １０．０ ｍ／ｓ来流风速下扣除了空风洞的压 力损失后，透风率分别为２９．９％和３５．９％的蝶形防风网模型 前后的静压损失分布情况。
图３安装在风洞中的蝶形防风网模型
Ｆｉｇ．３ Ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ ｓｈａｐｅ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｉｎ ｗｉｎｄ ｔｕｎｎｅｌ
圈４安装在风洞中的平板防风网模型 Ｆ培．４ Ｆｌａｔ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｍｏｄｅｌ ｉｎ钾ｉＩＩｄ ｔｕｎｎｅｌ
将不同孔径的平板网模型同定于测力天平七，为保证平 板网测力能够在二维流场中进行，在测力模型两侧布置补偿 模型，补偿模型Ｌｊ测力模璎之间保持２—３ ｌｎｌｎ的问隔，以避免 测力受到影响。
３试验结果
由图５可以看出，靠近洞壁的空风洞沿程静￡Ｅ损失要明 显高于风洞中间区域，这是由于流体与洞壁摩擦造成的能量 损失远大于流体内部力造成的能鞋损失。从数值卜看，风洞 横截面的静压差变化不大，不超过７．０ Ｐａ，远小于放置防风网 模型后的静压损失，因此认为静压差分布是均匀的。风洞的 每延米的静压损失即平均静压梯度为４．０ Ｐａ／ｍ。 ３．１测压试验结果
式中 Ｋ为压力损失系数；Ａｐ为防风网前后的静雎损失；Ｐ
为空气密度；Ｕｄ为来流风速。
压力损失系数反映了防风网对能碡消耗的比例，其值越 高，对能壁的损耗就越大，对流动的阻碍作用就越明显。图６
为ｌｌｌｉ种透风牢下蝶形防风网前后压力损失与来流动压的对应
关系，采用最小■乘法进行拟合，得到压力损失系数Ｋ。根据
式（１）得到透风率为２９．９％和３５．９％的蝶形防风网压力损失
万Baidu Nhomakorabea数据
加１０年２月
徐洪涛，等：防风网气动特性参数的试验研究
Ｆｅｂ，２０Ｘ０
０．４０ ｍ×０．２５ ｍ。图３和４分别为试验中的蝶形防风网模型 和平板防风网模型。 ２．３试验方法 ２．３．１风洞沿程损失
在进行试验以前，首先考察风洞中的流动沿程损失和横 截而卜的均匀性，获得空风洞的静压梯度。在安装防风网测 压模碘位置的前后ｌ ｍ的两个风洞横截面分别沿横向和竖向 布蹬测点．横向存风洞的中心线、１／４和３／４轴线位置，竖向则 按１５ ＣＨｌ间隔自下而卜．布置ｒ １１个测点。试验风速为１０ ｍ／ｓ，空风洞时的沿程静压损失及沿横截面的静压差分布情况 见图５。 ２．３．２测压试验
２０世纪５０年代以来，日本、美国、英国、澳大利亚、新西兰 等同家均对防风网防尘技术进行ｒ研究，其中以Ｈ本和美国 开展的ｊ：作较多¨ｑ Ｊ。早期ｋｅ等【＂Ｊ的防风网试验研究主要 集中在）Ｐ４Ｌ牢及开孔方式Ｌ，基本没有涉及它的防风抑尘的 应用。２０世纪７０年代，日本开始研究防风网“防风抑令”技 术，并将防风网应用于控制港口露天煤堆场的粉尘污染【６ Ｊ。 我国防风网防尘技术的研究起步较晚。８０年代中期，刘志 等Ｌ７ Ｊ对防风网有关结构参数进行ｒ验证。并提出了一螳峨待 解决的『口Ｊ题ｏ ７｜。９０年代初，李玉江等｜８１对防风网的防尘机 理．防风网的主要结构参数特征、开孔率、双层结构及防风网 的材质等做丁一些研究论证。近年来，李明水等【９１在防风网 防尘机理、防令效果分析和防风网成用设计等方面开展了大 嚣试验研究Ｊ：作，进一步改进和完善了防风网技术，并在解决 防风网１＝程应用问题中获得突破。
中图分类号：Ｕ４４７
文献标识码：Ａ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９—６０９４．２００９．０６．０１９
Ｏ引 言
防风网是一种多孔透风的人造屏障，通过设置在露天的 各种储煤场、矿石、石灰堆放场周围，降低来流风速片减弱大 气湍流中的旋涡结构，达到抑制扬尘的目的。随着环保事业 的发展及防风网在防治大气环境污染中的广泛应用，关于防 风网的研究日益增多。
Ｐ。为参考点风堰；Ｃ；为第ｉ测点的压力系数。当防风网表面
各测墟点均匀布置时，计算式为
户户ｓ 。２ ｉ＝÷厶∑Ｌｃｉｉ
（Ｌ，５，）
冲Ｉ＝Ｉ
根据式（５）计算结果：对于透风率为２９．９％蝶形防风网，
迎风嘶体型系数产。＝一Ｏ．０１８，背风面体型系数户。Ｉ＝一８．０５；
对于透风率为３５．９％蝶形防风网，迎风面体型系数卢。。＝ ０．０１３，背风面体型系数肛。ｌ－一４．１８。
７０
用风洞试验的方法研究透风率分别为２９．９％和３５．４％的蝶 形、平板两类防风网的压力损失系数、风载体型系数和阻力系 数，以期为防风网实际工程的结构抗风设计提供参考。
２试验概况
２．１试验设备 防风网气动特性参数的风洞试验在西南交通大学风工程
试验研究中心ＸＮＪＤ—ｌ工业风洞的第２试验段进行。该试验 段为２．４ ｍ ｘ２．１ ｍ（宽×高）的矩形。风速町在１．０—４５．０ ｍ／ｓ 范罔内调节。风洞底壁没有转盘，可以实现风向角在０—３６００ 范围内变换。转盘可以和天平底座相连接，进行模型测力。
当透风率较小时为负值，较大时为ＪＦ值，即防风刚向后的吸力是上要
作用力。防风网的压力损失系数、风载体型系数和阻力系数相４紧密
联系，其值具有一·致性，随着前者的提高．后两者的值也提高，即防风 抑伞效果越好，抗风安伞性越差。防风网结构设计时。要统筹兼顾，权
衡利弊，选其最佳结合点。
关键词：结构丁程；防风网；阻力系数；风涧试验；风载体型系数； 压力损失系数
系数分别为８．０４和３．９７。
研究表明，防风网压力损失系数与防风网透风牢、雷诺数
和马赫数有关，在防风网均匀孔型和小町压来流风下，当雷诺
数Ｒｅ＞２５０时，防风网压力损失系数只与防风网透风率有关。
参考文献［１１］，得到流经阻尼网的压力损失系数和阻尼网透风
率的关系，即
Ｋ＝≯
（２）
式中 口为透风率。根据式（２）得透风率为２９．９％和３５．９％的 蝶形防风网压力损失系数分别为７．８４和４．９７。
将蝶形防风网模型固定于风洞内，在模型前后ｌ ｍ位置 的截面内沿风洞的横ｌ川和肾向按等『日Ｊ隔１５ ｃｍ布置ｒ测压 点，以获得模型前后ｌ ｍ他嚣风洞截面的静压分布，试验风速 为１０ ｍ／ｓ。同时为ｒ研究网前后压力损失与来流动压的关 系，改变试验风速，获得不同风速下风洞中心线上二网前网后静 压损失。试验风速为６．２—１１．０ ｍ／ｓ，风速间隔为１．２ ｍ／ｓ。 ２．３．３测力试验
ｒｉｇ．６
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｏｓｓ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｐ肿骚ｕｒｅ ｏｆ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ
得到防风网表面各测点的压力系数值后，对其进行加权平均， 得到该表面的风载体型系数。
防风网表嘶各点压力系数计算公式为
营 弱 塞
距风洞底面高度／ｃｍ
Ｆｉｇ．５
圈５空风洞沿程静压损失 Ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｏｓｓ ａｌｏｎｇ ｗｉｎｄ ｔｕｎｎｅｌ
Ｔａｂｌｅ １
表ｌ ２９．９％透风率防风网模型静压损失 Ｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｏｓｓ ｏｆ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｍｏｄｅｌ ｗｉｍ ２９．９％ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ
７ｌ
万方数据
Ｖ０１．１０ Ｎｏ．１
安全与环境学报
第ｌＯ卷第１期
３．２测力试验结果 透风率２９．９％和３５．９％的平板网模璎的测力结果见表３
和４。
４气动特性参数计算
表３透风率为２９．９％平板网模型的测力结果
Ｎ
Ｔａｂｌｅ ３ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｆｏｒｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｗｉｎｄｂｒｅａｋ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ ２９．９％
测压试验所用的测住仪器为々用的多路Ｉ司步脉动压力测 量系统，即脉动压力传感器将觚力信号转换为电信号，把Ｉ司一 时刻的信号经信号调节器存入采样保持系统，然后通过ＤＡ／ ＡＤ转换，由计算机采集各路Ｉ司步信号。然后分析处理成每个 测点的平均压力系数和脉动压力，其流程图见图ｌ。
测力试验所用的测力仪器为五分馈测力天平及相应的数 据采集系统，其数据采集系统由３部分组成：放大器、Ａ／Ｄ板 和计算机。采集过程见图２。 ２．２模型制作
７２
万方数据
２０ｌＯ年２月
徐洪涛，等：防风网气动特性参数的试验研究
Ｆｅｂ．２０１０
Ｃ产毕
（３）
了１ ＩＤｕｄ２
防风网某一表面风载体型系数公式为［１２１
式中
０１
Ｐ，＝∑Ｃｉ ＡＡ／Ａ
（４）
‘一ｌ
卢。为防风网表【酊的风载体型系数；ＡＡ，为第ｉ测点相
应面积；ｎ为测点总数；Ａ为总面积；Ｐｉ为第ｉ测点的风压；
ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ
４．１ 防风网压力损失系数计算
防风网之所以能够降低来流风速，主要在于其对来流有
一定的阻碍作用。为了定龋刻画这种阻碍作用，引进压力损
失系数这一参数。压力损失系数定义为，封闭管道ｑ，的均匀
流在通过防风网之后的静雎损失与来流动压之比¨ｏ。，即
Ｋ＝Ａｐ／（０．５ｐＵｊ）
（１）
根据试验要求，制作了不同透风率下的平板防风网模型 和蝶形防风网模型。蝶形防风网模型用于测压，由１ ｍｍ钢板 压制向‘成，其孔隙牢分别为２９．２％和４４％，迎风投影面透风 率为２９．９％和３５．９％。测压模型由若干块１．２ ｍ ｘ ０．３３ ｍ规 格的鄙件组装而成，并通过两根角钢围定于风洞壁。
平板防风网模型用于测力，由２ ｍｍ厚的钢板制成，考虑 到风涧试验段的尺寸，采用１：９２的缩尺比。在相同透风率的 前提下，分别按照直径２ ｍｍ、３ ｍｍ、４ ｍｉｌｌ和５ ｍｍ在钢板表面 均匀布置圆孔，从而形成４种不同孔径的平板防风网。保证 流场的二维特性，平板防风网测力模型由测力模型和两侧的 补偿模型组成，其中测力模型为１．６０ ｍ×０．２５ ｍ，补偿模型为
第ｌｏ卷第１期 ２０１０年２月
安全与环境学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
Ｖ０１．１０ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ，２０１０
文章编号：１００９．６０９４（２０ｌＯ｝０１．００７０，０５
防风网气动特性参数的 试验研究＊
徐洪涛１，何勇１，廖海黎２，李明水２ （１北京交科公路勘察设计研究院有限公司，北京１０００８８；
压力损失系数足防风网的一个霞要气动特性参数，是防 风网效能设汁的重要指标。一般来说，压力损失系数越高，防 风网阿ｔ碍作用越大，防风抑尘效果越好。 ４．２防风网风载体型系数计算
风载体型系数足指风作用在建筑物的表面卜所引起的实 际压力（或吸力）与来流风的速度雎的比值。它描述的是建筑 物表面在稳定风压作用下的静态雎力分布规律，主要与建筑 物的体形和尺度有关，也与周围环境和地面粗糙度有关。在
２西南交通大学风丁程试验研究中心，成都６１００３１）
摘 要：防风嘲气动特性参数是防风网结构设计中的蕈要参数。通
过风洞试验的方法研究了透风率分别为２９．９％和３５．４％的蝶形、平板
两类防风｝。９的静力风倚载气动特性参数。结果表明，防风网风载体型 系数背风面为负值，其绝对值远大于迎风面；迎风面风载体璎系数。
Ｆｉｇ．１
图ｌ多路同步测压系统流程图 Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｍｕｌｔｉ－ｐｒｅｓｓｕｒｔ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ
模型
可变增益
同定截止频率低
天平
放人器
通滤波器
ＰＣＬ
计 ８１６
算
Ａ／Ｄ
板
机
南傺薹Ｈ鬻Ｈ篓
图２测力天平数据采集系统流程图
Ｆｉｇ．２
Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｆｏｒｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｂａｌａｎｃｅ