自然风特性

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。

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。

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。

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。

自然风的利用方法概述自然风是指地球大气中由于温度、压力和地形差异引起的气体运动。

利用自然风能够带来很多好处，例如提供清洁能源、促进空气流通、改善室内环境等。

本文将详细介绍自然风的利用方法及其应用领域。

自然风的形成与特点自然风的形成主要是由于地球表面的不均匀加热。

太阳辐射照射到地球表面时，不同地区的吸热能力不同，从而导致温度差异。

这些温度差异会引起气体的密度差异，从而产生气体的流动。

此外，地球的自转也会对风的形成产生影响。

自然风具有以下特点： - 自然风是一种可再生的能源，不会产生二氧化碳等温室气体，对环境友好。

- 自然风的能量来源广泛，不受地理位置限制，适用于各种地区。

- 自然风的风速和风向会随着时间和地点的变化而变化，需要进行详细的风能资源评估。

自然风的利用方法风能发电风能发电是利用自然风产生的动能转化为电能的过程。

通过安装风力发电机，可以将风的动能转化为机械能，再通过发电机转化为电能。

风能发电具有以下优点： - 清洁环保：不产生二氧化碳等有害气体，对环境友好。

- 可再生：风能是不断更新的资源，不会枯竭。

- 分布广泛：适用于各种地理条件，可以在陆地和海上进行。

风能发电的关键技术包括风力发电机的设计和制造、风能资源评估、发电系统的运行与管理等。

近年来，风能发电在全球范围内得到了广泛应用，成为重要的清洁能源。

自然通风自然通风是利用自然风流动来实现室内空气流通的方法。

通过合理设计建筑物的通风系统，可以利用自然风实现室内外空气的交换，改善室内空气质量，提高室内舒适度。

自然通风的设计原则包括确定通风口的位置和面积、选择合适的通风方式（例如自然对流、风压驱动、风力驱动等）、考虑建筑物的结构和朝向等。

通过合理设计和运用自然通风，可以减少对人工通风设备的依赖，节约能源，提高室内环境质量。

风能利用于建筑物利用自然风能够在建筑物中实现节能和环保。

以下是一些常见的利用方法： - 风能利用于建筑物的供暖和制冷：通过合理设计建筑物的通风系统，可以利用自然风带来的冷热空气来实现建筑物的供暖和制冷，减少对传统供暖和制冷设备的依赖。

自然通风系统性能分析与设计自然通风是一种利用气流的自然运动来实现室内空气流通的系统。

相比于机械通风系统，自然通风具有能耗低、操作简单等优势，被广泛应用于建筑设计中。

本文将从性能分析和系统设计两个方面探讨自然通风系统。

一、性能分析1. 空气流动特性分析自然通风系统中，空气流动特性是至关重要的。

为了实现良好的空气流通，我们需要分析建筑物的气流路径和风力等参数。

一般来说，通风窗户、开放式门口等是气流进出的出口，而卧室、厨房、浴室等是气流进出的入口。

此外，建筑物的布局和周边环境也会对空气流动产生影响。

例如，如果建筑物周围有高墙或高楼，会产生屏障效应，阻碍气流的流动。

因此，在进行自然通风系统设计时，需要综合考虑建筑物的位置、周边环境以及室内空间的气流路径，以实现良好的通风效果。

2. 空气质量分析自然通风系统的性能分析还需要考虑室内空气质量。

通过自然通风系统引入新鲜空气，可以有效排除室内的有害气体和湿气，提高室内空气质量。

因此，在进行性能分析时，需要测量和评估建筑物室内空气中的二氧化碳、挥发性有机化合物等指标，以确保室内空气的清新。

在实际应用中，经常利用气流模拟软件进行性能分析。

利用该软件可以模拟出气流的速度、温度和湿度等参数，帮助设计者更好地了解自然通风系统的工作情况，并进行优化和改进。

二、系统设计1. 窗户设计自然通风系统中，窗户是气流进出的重要通道。

合理的窗户设计可以提高自然通风系统的效率。

对于一个房间，通常需要设置两个窗户，一个作为进气口，一个作为出气口。

这样可以形成气流的流通，使室内空气更加清新。

在窗户设计方面，需要考虑窗户的位置和大小。

一般来说，进气口窗户应位于房间底部，而出气口窗户应位于房间顶部。

此外，窗户的大小也需要根据房间的面积和功能来确定，以保证气流的均匀流通。

2. 风道设计风道是自然通风系统中的另一个重要组成部分。

通过布置合适的风道，可以引导气流的流动，并提高通风效果。

风道的设计需要考虑风道的长度、直径等参数。

探讨建筑设计中自然风技术的应用白云雷摘要：本文首先阐述了自然风的特点，接着分析了自然风的相关理论机理，最后对建筑设计中自然风技术的应用进行了探讨。

希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：建筑设计；自然风技术；应用引言：自然风就是自然界形成的风，也叫天然风。

近年来，越来越多的电子设备依据自然风的特点来设计自然风档。

电子设备的风只是将空气搅拌形成的风，以电风扇为例子，电风扇在作业时吹风带走人体的热量，将热量循环在空气中，室内温度随之升高，而自然风是空气相互流通形成的，所以相比电风扇，室内风扇较清凉。

1自然风的特点1.1 物理降温控制建筑物室内温度最直接的方法就是自然风降温，居住者需要自然风来实现供暖和降温。

当室内温度在25°C左右时，自然风可以实现降温；在温度在35°C以上时，环境温度高于人体皮肤温度，自然风通过将温度较高的空气作用在皮肤上来实现降温。

1.2 提供新鲜空气在自然风作用空气互相流动的时候，会为人类提供新鲜的空气。

住宅建筑、工业建筑都需要新鲜空气，自然风可以提供新鲜的氧气与二氧化碳互换，把二氧化碳带给室外植物进行光合作用，源源不断的形成新的氧气供给人类使用，减少室内的特殊气味，保证建筑物内的空气质量。

1.3 释放建筑物的热能自然风可以帮助建筑物降温，通过风向的流动带动空气的流通，将建筑物内部的热能释放，实现建筑物整体温度降低。

特别是体积较大的建筑物，在白天的时候，建筑物经过阳光的照射和人类的活动储存了过多的热能，会造成建筑物的超负荷，在晚上的时候，需要自然风的流动来释放热能，保护建筑物的内部结构，增加建筑物的使用寿命。

2 自然风的相关理论机理2.1 热压作用下的自然风风压和热压是自然风最基本的动力，一般所说的烟囱效应即是热压通风。

热压通风不考虑室外风压的作用，当室内外存在温差或存在进排气口高差时，空气密度会随着温度的升高而降低，从而实现自然风，可能过在建筑物上部设置排风口等实现热压通风。

能量环境——风因子及其生态作用一、风的特性1.风是太阳能的一种转化形式。

——太阳辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均，从而空气沿水平方向运动形成风。

2.风具有方向和速度，形成风能。

——风能是一种可再生的、无污染而且储藏量巨大的能源。

3.风具有随时间变化的特性1)日变化：主要由于温度的周期性日变化造成，如海陆风、山谷风和城市风等。

2)年变化：一年之内风的周期性变化。

3)年际变化：年与年之间的变化，与天文、大气运动、地理和人类活动等有关。

4.风具有随位置变化的特性1)风切变：在垂直于风向的平面内风速随高度变化；2)风随地形变化：向风面风大；背风面风小二、风的生态作用1.风影响生物的生长发育——强风常能降低植物的生长高度，还能使树木形成畸形。

2.风影响生物的体表形态特征1)植物：形成树皮厚、叶小而坚硬，以减少水分的蒸腾；形成强大的根系增加植物的抗风力。

2)动物：形成致密的外皮，羽毛比较短，紧贴体表，有利于挡风。

3.风是许多树种的花粉和种子的主要传播者，俗称“风媒”4.风是许多动物物种传播及运输工具，许多无脊椎动物在休眠期被大风带到别的地方，条件合适时就生长繁殖。

5.风影响了能飞行动物类群的地理分布，强风地区动物分布较为稀少。

6.风传播化学信息，有利于动物间的信息交流。

7.风影响动物的行为活动：取食行为、迁移行为、分布行为和飞行行为8.风具有破坏作用——使植物产生机械损伤等（植株风折、植物风倒、植株风拔、农田毁坏、房屋倒塌、农作物减产）三、防风林：防风林是为防止风害，促进生态平衡而栽种的成片树林。

1.防风林的原理：由于森林地多空隙，大量叶、枝和树干具有很大的摩擦面，当风穿过森林时，能把风分散成小股气流，并改变成不同的方向，相互碰撞，力量相互抵消，而大大降低风速。

2.防风林的类型：紧密林带、疏透林带和通风林带其中通风林带的防风效果最好。

风扇风和自然风的区别
夏天时，烈日炎炎,骄阳似火。

我们热的不行了，细汗密布全身了，这时候来一阵自然风，瞬间感觉清爽、舒服。

但是同样的情况下吹风扇就没有自然风那么凉爽了，这是为什么呢？下面小编就来为大家解答一下。

首先，我们要先了解一下自然风和风扇风是如何形成的。

自然风的形成源于空气的流动，因为阳光造成的地球表面受热不均匀，空气的冷暖程度就不一样，于是暖空气膨胀变轻后上升；冷空气冷却变重后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。

所以热天我们感受到的风通常是从凉处刮来。

温度较低。

而风扇的风只是用机械的力量将空气推到我们跟前，带走我们体表的的水分从而起到一个降温作用，和自然风最大的不同之处就在于温度。

一个是本身就有些低温的，一个是本身温度并不低的。

所以空调吹的风大家就会觉得非常凉爽。

现在大家对自然风和风扇风的区别是不是有了初步的了解了呢？。