自然風(fēng)的實(shí)測研究

周軍莉 尹飛 李善玉 張國強(qiáng) 王海娟

1武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院

2湖南大學(xué)土木工程學(xué)院

3天津新金融投資有限責(zé)任公司

自然風(fēng)的實(shí)測研究

周軍莉1尹飛2李善玉1張國強(qiáng)2王海娟3

1武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院

2湖南大學(xué)土木工程學(xué)院

3天津新金融投資有限責(zé)任公司

自然風(fēng)特性包括平均風(fēng)特性和波動風(fēng)特性。把自然風(fēng)看做恒定氣流會造成較大的誤差，有時甚至?xí)贸鐾耆e誤的結(jié)論。波動風(fēng)隨時間和空間呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的非線性的隨機(jī)特性，目前主要通過實(shí)測和統(tǒng)計分析進(jìn)行研究。實(shí)測是分析自然風(fēng)特性的重要方法。本文介紹了風(fēng)速測試中常用儀器的工作原理和適用范圍，包括熱線風(fēng)速儀、葉輪風(fēng)速儀、畢托管風(fēng)速儀、激光多普勒風(fēng)速儀和超聲波風(fēng)速儀等設(shè)備。本文還歸納了國內(nèi)外相關(guān)自然風(fēng)的測試研究，從測試綜述可知：研究者們多采用超聲波風(fēng)速儀和小型氣象站等進(jìn)行實(shí)測，采集到各種時間尺度的風(fēng)特性數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計分析得出脈動風(fēng)的實(shí)際特性，從而建立風(fēng)特性數(shù)據(jù)庫、風(fēng)速風(fēng)向模型，經(jīng)驗(yàn)公式等。

自然風(fēng)波動特性實(shí)測

0 引言

自然通風(fēng)是當(dāng)今建筑領(lǐng)域利用自然能源改善建筑熱環(huán)境、降低空調(diào)能耗的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。對于實(shí)際情況下建筑室內(nèi)外的自然通風(fēng)的研究，自然風(fēng)風(fēng)速和風(fēng)向的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和變化特征是至關(guān)重要的[1]。

然而，現(xiàn)階段對于建筑自然通風(fēng)的研究，無論是CFD數(shù)值模擬，還是風(fēng)洞試驗(yàn)，往往將氣象臺提供的主導(dǎo)風(fēng)向和平均風(fēng)速作為恒定的外場邊界條件，這種恒定風(fēng)的假設(shè)，可能會導(dǎo)致研究結(jié)果偏離客觀事實(shí)[1]，難以客觀評價自然通風(fēng)的利用效果。因此，作為相關(guān)領(lǐng)域的研究者必須首先從理論上充分認(rèn)識自然風(fēng)的特性。風(fēng)通常被認(rèn)為由湍流成分和平均風(fēng)速成分組成，其中平均風(fēng)速表現(xiàn)為一定時間段內(nèi)的觀測數(shù)據(jù)；大氣的湍流成分在時間和空間上呈現(xiàn)強(qiáng)烈的非線性隨機(jī)脈動特性。實(shí)測和統(tǒng)計分析是研究湍流風(fēng)特性的主要途徑[2]。

1 自然風(fēng)特性

大氣邊界層風(fēng)特性包括平均風(fēng)特性和脈動風(fēng)特性，其中平均風(fēng)表現(xiàn)為一定時間段內(nèi)觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計規(guī)律，包括：平均風(fēng)速、風(fēng)向分布以及風(fēng)速廓線等；而大氣的脈動湍流成分在時間和空間上呈現(xiàn)強(qiáng)烈的非線性隨機(jī)脈動特性，一般采用脈動風(fēng)速、紊流強(qiáng)度、湍流相關(guān)性、陣風(fēng)因子、積分尺度及脈動風(fēng)功率譜等物理統(tǒng)計量來表示。此外，目前已有部分研究者用分形混沌理論來研究自然風(fēng)的湍流特性，并提出了一些自然風(fēng)的特性參數(shù)。

關(guān)于自然風(fēng)平均風(fēng)和脈動風(fēng)的特性，文獻(xiàn)[3]中均做了詳細(xì)介紹，這里不便重復(fù)，下面僅對脈動風(fēng)的特性做一些補(bǔ)充。

1）脈動風(fēng)速：脈動風(fēng)速的分析有兩種方法：矢量法和標(biāo)量法。矢量法將大氣湍流的水平風(fēng)速矢量分解為縱向水平分量u(t)、橫向水平分量v(t)和垂直分量w(t)，而標(biāo)量法則將水平風(fēng)速用水平絕對風(fēng)速和水平風(fēng)向兩個標(biāo)量表示[4]。

2）功率譜密度函數(shù)：湍流功率譜密度函數(shù)在頻域上的全積分等于脈動對應(yīng)方向上的湍流動能，它在頻域上的分布可以描述湍流動能在不同尺度水平上的比例[4]。湍流功率譜密度可以由脈動風(fēng)速的時間相關(guān)函數(shù)R(τ)經(jīng)傅里葉（Fourier）變換后求得，也可以直接由風(fēng)速儀測出功率譜曲線[5]。

3）陣風(fēng)系數(shù)：陣風(fēng)系數(shù)G是陣風(fēng)風(fēng)速與平均風(fēng)速之比。陣風(fēng)系數(shù)同湍流強(qiáng)度有關(guān)，湍流強(qiáng)度越大，則陣風(fēng)系數(shù)越大。另外，它還取決于陣風(fēng)的持續(xù)時間，持續(xù)時間越長，則陣風(fēng)系數(shù)越小[4]。

4）分形及混沌特性分析。自然風(fēng)是一種宏觀上表現(xiàn)為隨機(jī)的、無規(guī)則的，但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有自相似性結(jié)構(gòu)的不同尺度漩渦，反映了湍流現(xiàn)象的混沌特征。分形與混沌是密不可分的，它是指看似混沌雜亂無章但具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的圖形，這種結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為一種內(nèi)在幾何規(guī)律性，即比例自相似性，稱為自相似結(jié)構(gòu)[6]。2000年朱穎秋[7]用相空間重構(gòu)圖的寬長比δ來描述圖形的形狀，將δ作為區(qū)別自然風(fēng)和機(jī)械風(fēng)的一個重要判據(jù)，還提出信息熵Si和信息維Di兩個指標(biāo)，它們描述了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形態(tài)的無序程度[8]。2010年陳軍基于相空間重構(gòu)理論，分析了三組自然風(fēng)的風(fēng)速樣本的時間序列，表明自然風(fēng)的二維重構(gòu)相空間圖呈紡錘形，自然風(fēng)具有分形特性[6]。2011年郭浩等運(yùn)用G-P算法對自然風(fēng)風(fēng)速樣本進(jìn)行計算，得出自然風(fēng)的分形維數(shù)，并發(fā)現(xiàn)分形維數(shù)與地表的粗糙度或地貌特征相關(guān)[9]。

2 風(fēng)的測試方法

風(fēng)的測量包括風(fēng)向測量和風(fēng)速測量。風(fēng)向標(biāo)是測量風(fēng)向的最通用的裝置。在風(fēng)的動壓作用下取得指向風(fēng)的來向的一個平衡位置，即為風(fēng)向的指示。風(fēng)向一般用16個方位表示。

風(fēng)速測試有平均風(fēng)速的測試和紊流成分的測試。測試風(fēng)速的方法有機(jī)械法、散熱率法、動壓法、激光多普勒測速及超聲波測量等。

1）散熱率法[10]。該方法基于金屬絲散熱率與空氣流速的關(guān)系測得風(fēng)速。它可分為：①恒溫式：熱線的溫度保持恒定，測量通過熱線的電流，常用儀器為熱線風(fēng)速儀，低速時靈敏度較高。②恒流式：通過熱線的電流保持恒定，測量熱線溫度變化，常用儀器為熱球風(fēng)速儀，高速時靈敏度較高。有時為了增加強(qiáng)度，用金屬膜代替金屬絲，稱為熱膜風(fēng)速儀。熱線風(fēng)速儀適用于低風(fēng)速測量，可以測脈動風(fēng)速；熱球風(fēng)速儀適用于高風(fēng)速測量，但只能測量平均風(fēng)速。它精度高，動態(tài)性能好，對流場干擾小，具有溫度補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢，但易損壞。

2）機(jī)械法[10]。該方法常用的是風(fēng)杯式或葉輪式風(fēng)速儀，其原理是空氣通過風(fēng)杯或葉輪，推動葉片轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)速正比于風(fēng)速，通過測量轉(zhuǎn)速來測量風(fēng)速。風(fēng)杯/葉輪風(fēng)速儀的量程為0.6～40m/s，測量精度為2%。它結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便，動態(tài)特性較差，適于測量中低段平均風(fēng)速，測瞬時風(fēng)速準(zhǔn)確度較低。

3）動壓法[10]。該方法的原理是伯努利方程。常用儀器是皮托管，測量時，測量斷面必須處于平穩(wěn)流動區(qū)，全壓孔迎向來流方向，靜壓孔垂直流動方向，測得該位置的動壓與靜壓之差，算出風(fēng)速。它的量程為2.5～80m/s，精度為3%，動態(tài)性較差，僅適用于穩(wěn)定流場，只能測平均值，不能測脈動值，一般用于隧道和管道風(fēng)速的測量。

4）激光多普勒測速[10]。其基本原理是將激光束穿透流體照射在隨流體一起運(yùn)動的微粒上，檢測微粒散射光的頻率，根據(jù)光學(xué)多普勒效應(yīng)確定微粒即流體的運(yùn)動速度。激光多普勒測速儀測速范圍從0.05μm/s到106m/s，測量精度為0.1%～1%。它具有非接觸式測量、不干擾流場、動態(tài)響應(yīng)好、測量精度高、量程大、能判別流動方向。在湍流中微粒對流體的跟隨性降低，因此，一般不能測量脈動風(fēng)速。

5）超音波測試方法[11]。該方式是通過超聲波脈沖順流和逆流傳播時速度之差來反映流體流速。超聲波風(fēng)速儀的工作原理是聲音在空氣中的傳播速度，會和風(fēng)向上的氣流速度疊加。若超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，它的速度會加快；反之，速度會變慢。超聲波風(fēng)速儀測量范圍廣，測量精度高，能達(dá)到1%，對測量環(huán)境要求不高，適用范圍廣，因此得到廣泛應(yīng)用。

以上五種測試技術(shù)中，熱線只適合低風(fēng)速測量，但能測脈動風(fēng)速；熱球只適合高風(fēng)速測量，只能測平均風(fēng)速；機(jī)械法適合中低段平均風(fēng)速的測量，不能測脈動風(fēng)速；動壓法可測量2.5～80m/s范圍內(nèi)的平均風(fēng)速，不能測脈動風(fēng)速；激光多普勒風(fēng)速儀測速范圍最大，一般不能測量脈動風(fēng)速；超聲波測速范圍和適用范圍均很廣，既能測平均風(fēng)速也能測脈動風(fēng)速。

3 自然風(fēng)的測試研究

為了準(zhǔn)確描述某一地區(qū)的風(fēng)特性，最有效的方法是在該地區(qū)進(jìn)行大量風(fēng)的觀測分析，得到合適的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃徒y(tǒng)計參數(shù)[12]。在上個世紀(jì)末，一些風(fēng)工程研究發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)建立了本地區(qū)的風(fēng)特性數(shù)據(jù)庫，例如挪威的Froya數(shù)據(jù)庫[13]，加拿大和英國的近海風(fēng)觀測數(shù)據(jù)庫等，還有類似美國Sparks[14][15]、日本Kato[16]和Ohukuma[17]等在時間或空間上大規(guī)模的觀測也得到了比較完整的分析結(jié)果。我國的風(fēng)特性實(shí)地觀測研究相對薄弱，但近十年來仍取得了比較大的進(jìn)展?，F(xiàn)將國內(nèi)外近十年來的自然風(fēng)實(shí)測的案例進(jìn)行說明。

3.1 強(qiáng)臺風(fēng)的測量

2000年，林志興等采用安裝在樓頂以上5m、離地高度約為20m的超聲波風(fēng)速儀對臺風(fēng)“派比安”和“杰拉華”進(jìn)行實(shí)測，探頭以偏東為主風(fēng)向，采樣頻率10Hz，采集到近20h的三維強(qiáng)風(fēng)樣本。數(shù)據(jù)分析表明：湍流積分長度約在80m左右，水平湍流功率譜密度函數(shù)與Sim iu譜基本一致，但垂直湍流功率譜與Panofsky譜相差較大[12]。

2003年9月11日，Cao等通過安裝在15m高處的9個風(fēng)向標(biāo)和7個聲波風(fēng)速計對古河電氣工業(yè)公司的電纜處臺風(fēng)Maemi進(jìn)行三維風(fēng)實(shí)測，采樣時間間隔為10m in，采樣頻率為10Hz。測得了風(fēng)的脈動特性參數(shù)以及它們隨風(fēng)速的變化特征。分析表明：湍流強(qiáng)度隨風(fēng)速的降低而降低，當(dāng)風(fēng)速增大則基本保持恒定。陣風(fēng)系數(shù)和峰值系數(shù)的平均值分別為1.6和3.3。相干函數(shù)的空間互相關(guān)和衰減系數(shù)隨風(fēng)速的增加而略增。脈動風(fēng)速的概率密度函數(shù)為高斯分布，其功率譜可用Karman頻譜的低頻段表示[18]。

2004年龐佳斌等用超聲風(fēng)速儀以10Hz的采樣頻率對分別受臺風(fēng)影響的深圳郊區(qū)、上海浦東郊區(qū)、福州閩江二橋橋面跨中以及常態(tài)下的蘇通大橋進(jìn)行實(shí)地觀測，每地分別取所測極值風(fēng)速附近3h的連續(xù)風(fēng)速樣本。通過對實(shí)測數(shù)據(jù)分析可知標(biāo)量法計算的平均風(fēng)速結(jié)果較矢量法的大，湍流度和陣風(fēng)因子則正好相反；兩種方法得到湍流功率譜密度函數(shù)曲線差別很小[4]。

2007年武占科在上海環(huán)球金融中心436m高度處用超聲風(fēng)速儀記錄了“羅莎”臺風(fēng)全過程的風(fēng)速風(fēng)向時間序列，采樣頻率為20Hz。統(tǒng)計分析得到臺風(fēng)的紊流強(qiáng)度、陣風(fēng)因子和紊流積分長度等高空風(fēng)參數(shù)特性，并根據(jù)Kolmogrove理論對水平方向和垂直方向脈動風(fēng)功率譜密度函數(shù)進(jìn)行了參數(shù)擬合[19]。

3.2 室外常態(tài)自然風(fēng)測量

2007年李杰用兩個三軸超聲風(fēng)速儀監(jiān)測國內(nèi)某大橋橋址處得到1月、2月和3月的風(fēng)速數(shù)據(jù)，采用頻率為4Hz，采樣總時長為2046h，采樣時段恰好處于該橋址處季風(fēng)季節(jié)。他對實(shí)測風(fēng)速進(jìn)行了分析，用3月份的數(shù)據(jù)建立了隨機(jī)Fourier譜的函數(shù)表達(dá)式，并用1、2月份的數(shù)據(jù)對該隨機(jī)Fourier的合理性和通用性進(jìn)行了驗(yàn)證[20]。

2008～2010年，譚洪衛(wèi)等設(shè)置了2個小型氣象站和1個超聲波風(fēng)速儀，采用逐分的頻率分別對同濟(jì)大學(xué)校內(nèi)兩棟不同層高不同遮蔽率的教學(xué)樓以及上海莘莊郊區(qū)進(jìn)行自然風(fēng)實(shí)測。根據(jù)逐分和逐時兩種時間尺度的風(fēng)向變化數(shù)據(jù)，得出以下結(jié)論：在幾小時到幾十小時的時間跨度內(nèi)，自然風(fēng)的逐時主導(dǎo)風(fēng)向呈現(xiàn)出較穩(wěn)定的特征；自然風(fēng)的逐分風(fēng)向時刻都在變化，呈現(xiàn)顯著的非穩(wěn)態(tài)特征，自然風(fēng)的逐分風(fēng)向變化的幅度不大，在圍繞著主導(dǎo)風(fēng)向兩側(cè)±45℃范圍內(nèi)波動[21]。

2010年陳軍用探頭距地面的高度為160cm的熱線式風(fēng)速儀和萬向微風(fēng)速熱線探頭在某大學(xué)校園附近的樓群空曠處、湖邊、樓頂及山林公園等四處進(jìn)行自然風(fēng)的風(fēng)速采樣。在同一地點(diǎn)共取3組數(shù)據(jù)，采樣間隔為10min，采樣頻率為10Hz，采樣容量為4096。通過樣本的功率譜密度分布特點(diǎn)，計算其功率譜指數(shù)，判斷自然風(fēng)的1/f湍動特性[6]。

2009～2010年，季亮等在上海中心城區(qū)某高樓的頂部設(shè)立小型氣象站，以1m in為樣本的取樣間隔連續(xù)計測自然風(fēng)數(shù)據(jù)。通過自然風(fēng)風(fēng)向的基本變化特征，基于馬爾可夫鏈為上海城區(qū)風(fēng)向變化進(jìn)行建模[1]。

2010～2011年，J.S.Park在一個風(fēng)壓驅(qū)動置換通風(fēng)的模型建筑周圍進(jìn)行了風(fēng)速與風(fēng)向的長期測量。用氣象站監(jiān)測風(fēng)速與風(fēng)向，采樣頻率為min；用皮托管和數(shù)據(jù)記錄儀每隔10s進(jìn)行開口處靜壓差測量。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，得出：在開口處的壓力系數(shù)明顯受到的風(fēng)速和風(fēng)向波動影響，并且非穩(wěn)態(tài)氣流速度對波動因素也很敏感[22]。

3.3 森林風(fēng)測量

2003年，朱守林等在鷲峰實(shí)驗(yàn)林場用距地面高度為165cm的熱膜式風(fēng)速傳感器進(jìn)行了X與Y兩方向的自然風(fēng)信號采樣，采集9組，采樣時間間隔為200ms，采樣頻率為5Hz。研究表明：主風(fēng)向風(fēng)速的速度均值和方差較大，但平均湍流度卻小于側(cè)向風(fēng)的平均湍流度；自然風(fēng)的風(fēng)向變化非常顯著；主風(fēng)向與側(cè)風(fēng)向的二維風(fēng)速分布呈正偏態(tài)分布；近地表自然風(fēng)在主風(fēng)向與側(cè)風(fēng)向的二維風(fēng)速信號均表現(xiàn)出很高的隨機(jī)性；主風(fēng)向與側(cè)風(fēng)向的二維風(fēng)速信號間的相關(guān)性很低[23]。

3.4 室內(nèi)自然風(fēng)測量

2004年歐陽沁等在建筑屋頂平臺、建筑周邊、遠(yuǎn)離建筑的草坪空曠地帶、海邊以及自然通風(fēng)建筑室內(nèi)進(jìn)行了自然風(fēng)的采樣實(shí)驗(yàn)。室外測點(diǎn)均布置在距離地面或屋面1.6m高的位置。每個工況重復(fù)多次測量，測量時環(huán)境溫度在15～30℃。通過測出的功率譜指數(shù)β和湍流度平均值可知，建筑環(huán)境中各個工況下的自然風(fēng)譜特征具有相似特征，但在不同環(huán)境下β值有所不同，建筑環(huán)境以及平均風(fēng)速對自然風(fēng)的譜特征均有一定影響[24]。

2012年，谷宇新采用數(shù)字風(fēng)速儀對深圳市某辦公建筑距地面46m的十樓室內(nèi)的自然脈動風(fēng)進(jìn)行連續(xù)測試，分三次測試，每次測試時長15m in。通過對脈動周期和脈動強(qiáng)度的統(tǒng)計值進(jìn)行分析，得到脈動風(fēng)速的變化規(guī)律，并討論了城市風(fēng)的脈動特性對建筑通風(fēng)效果的影響，提出城市風(fēng)的波動性對建筑自然通風(fēng)設(shè)計必要性[25]。

3.5 小結(jié)

綜上所述，自然風(fēng)的實(shí)測者主要從事結(jié)構(gòu)、橋梁風(fēng)工程、建筑等領(lǐng)域的研究，他們主要應(yīng)用超聲波風(fēng)速儀、熱線式風(fēng)速儀、小型氣象站等進(jìn)行測試?；谧匀伙L(fēng)的脈動特性參數(shù)，通過實(shí)測獲取自然風(fēng)的脈動特性，建立風(fēng)特性數(shù)據(jù)庫，根據(jù)實(shí)測結(jié)果和理論公式擬合提出一些經(jīng)驗(yàn)公式。此外，從綜述可知，目前建筑自然通風(fēng)室內(nèi)風(fēng)動態(tài)特性及相關(guān)換氣機(jī)理研究較少，因此該領(lǐng)域的研究者還需在這方面進(jìn)行大量探索與深入。

4 結(jié)論

1）自然風(fēng)的特性包括平均風(fēng)特性和脈動風(fēng)特性，其中平均風(fēng)表現(xiàn)為一定時間段內(nèi)觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計規(guī)律，包括：平均風(fēng)速、風(fēng)向分布以及風(fēng)速廓線等；而大氣的脈動湍流成分在時間和空間上呈現(xiàn)強(qiáng)烈的非線性隨機(jī)脈動特性，其特征參數(shù)包括：紊流強(qiáng)度、陣風(fēng)因子、積分尺度、脈動風(fēng)功率譜、相空間重構(gòu)圖的寬長比等。

2）風(fēng)向標(biāo)是測量風(fēng)向的最通用的裝置。測量風(fēng)速的常用儀器有：熱線/熱球風(fēng)速儀、風(fēng)杯/葉輪風(fēng)速儀、皮托管、激光多普勒風(fēng)速儀、超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀。熱線只適合低風(fēng)速測量，但能測脈動風(fēng)速；熱球只適合高風(fēng)速測量，只能測平均風(fēng)速；機(jī)械法適合中低段平均風(fēng)速的測量，不能測脈動風(fēng)速；動壓法可測量2.5～80m/s范圍內(nèi)的平均風(fēng)速，不能測脈動風(fēng)速；激光多普勒風(fēng)速儀測速范圍最大，一般不能測量脈動風(fēng)速；超聲波測速范圍和適用范圍均很廣，既能測平均風(fēng)速也能測脈動風(fēng)速。

3）國內(nèi)外自然風(fēng)實(shí)測主要應(yīng)用了超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀、熱線式風(fēng)速儀及小型氣象站等。目前的實(shí)測主要是為了獲取自然風(fēng)的脈動特性，建立風(fēng)特性數(shù)據(jù)庫，提出經(jīng)驗(yàn)公式。在建筑自然通風(fēng)領(lǐng)域，自然通風(fēng)引起的室內(nèi)自然風(fēng)的脈動特性以及波動換氣特性，尚需要進(jìn)一步深入研究。

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Stu d y on Fie ld M easu rem en t o f Na tu ra lW ind

ZHOU Jun-li1,YIN Fei2,LIShan-yu1,ZHANGGuo-qiang2,WANGHai-juan3
1SchoolofCivilEngineering and Architecture,Wuhan University of Technology
2CollegeofCivilEngineering,Hunan University
3 Tianjin Innovative Finance InvestmentCo.,Ltd.

Naturew ind characteristics consistof averaged and fluctuating w ind characteristics.Taking naturalw ind as constant flow may cause a larger error or even utterly w rong conclusions.With the change of time and space,natural w ind mainly studied by field measurement and statistical analysis appeared to have a strong nonlinear random feature. Since fieldmeasurement is one of the importantways to analyze naturalw ind characteristics,theworking principle and application scope of general instruments for measuring w ind velocity,such as hot-w ire anemometer,impeller anemometer,Pitot tube anemometer,laser Doppler anemometer,ultrasonic anemometer,were introduced in this paper. Also,research onw indmeasurementand analysisathomeand abroad issummarized,and the follow ing conclusionsare obtained:Ultrasonic anemometer and small weather station are w idely used for collecting data of nature w ind characteristics.Database of w ind characteristics,w ind speed and direction model,empirical formula are obtained according to theactualcharacteristicsof turbulentw ind based on statisticalanalysis.

naturalwind,fluctuating characteristics,fieldmeasurements

1003-0344（2014）03-030-5

2013-5-28

周軍莉（1977～），女，博士，副教授；湖北省武漢市武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院（430070）；E-mail:zjlwhut@126.com

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51108165）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金（2013-IV-104）；武漢理工大學(xué)自主創(chuàng)新研究基金項(xiàng)目（136806001）