扁平箱梁颤振计算公式中联合折减系数的量化研究

扁平箱梁已广泛应用于大跨度桥梁的主梁设计中，其颤振性能通常会借助物理和数值风洞的方法获得，测试周期长、费用高。尽管采用颤振计算公式可以简便计算扁平箱梁的颤振临界风速，但当前公式中未考虑扁平箱梁气动外形和来流攻角的具体影响，计算误差较大，无法用于实际工程设计。为了提升颤振计算公式中联合折减系数的准确度，利用节段模型风洞试验开展气动外形和风攻角对扁平箱梁颤振性能影响的研究。在分析各种气动构件和外形参数对扁平箱梁颤振性能的影响后，确定以斜腹板倾角和宽高比为气动外形变量，设计制作3组12个节段模型，分别在5个风攻角下测试了有栏杆扁平箱梁的颤振性能。在此基础上，根据节段模型风洞试验获得的颤振临界风速，结合弯扭耦合颤振闭合解计算公式，量化了气动外形和风攻角变化对扁平箱梁颤振的影响，给出不同条件下扁平箱梁颤振计算公式中的联合折减系数。最后，基于实际桥梁的颤振临界风速算例，验证利用联合折减系数计算颤振临界风速的准确性和适用性。研究结果表明：在0°风攻角和正风攻角下，当扁平箱梁的宽高比分别为11，9时，斜腹板倾角的减小有利于颤振临界风速提高，宽高比为7时，斜腹板倾角对颤振临界风速没有影响；在负风攻角下，3组宽高比模型斜腹板倾角的减小均会引起扁平箱梁颤振临界风速的降低；联合折减系数与扁平箱梁截面的颤振性能正相关，可直接反映其颤振性能，相对于目前《公路桥梁抗风设计规范》中扁平箱梁颤振临界风速计算时的固定折减系数，该系数能够具体和准确反映气动外形和风攻角对扁平箱梁颤振的影响，可以结合颤振计算公式快速、准确地计算出大跨度桥梁颤振临界风速。     

扁平箱梁颤振后状态的振幅依存性研究

以舟岱通道大桥扁平箱梁断面为对象，通过节段模型风洞试验详细测试了该断面在风速超过颤振临界点后，振幅随风速变化的颤振后振动特性。基于变振幅的运动时程，阐释了气动阻尼、相位差及颤振导数等参数的振幅依存特性，提出了变振幅条件下的各参数的识别方法，指出了影响扁平箱梁颤振后特性的主要因素，并利用耦合颤振闭合解法进行了验证。研究结果表明：扁平箱梁在颤振后的振动过程中，气动阻尼具有明显的振幅依存性，相位差的振幅依存性较弱，振幅比基本不具有振幅依存性；颤振导数A₂^*随振幅变化而显著变化，是影响气动阻尼改变的最主要因素，其余颤振导数具有一定的振幅依存性，但对气动阻尼的影响较小。最后从气动阻尼随振幅变化的角度初步阐释了扁平箱梁在颤振后发生不同振动现象的动力学机理，并从气动阻尼曲线存在多个零点的角度解释了扁平箱梁在同一风速下具有多个稳定振幅点的可能性。     

基于风致静动力稳定性的超大跨径桥梁主梁比选研究

为寻求适用于超大跨度桥梁的具有更优气动特性的主梁断面,推动我国超大跨桥梁建设的发展,针对超大跨度桥梁原型设计中提出的5种主梁断面形式,采用CFD数值模拟方法计算得到了各断面的静力和动力气动参数,并进一步计算了对应5种主梁断面桥梁的静风失稳临界风速及颤振临界风速,对比了各断面的静动力稳定性能.结果表明,分离双箱主梁和分离3箱主梁的气动性能优于其他类型主梁断面;单箱主梁和双箱主梁气动特性目前已得到较大程度的优化,3箱主梁气动特性应具有较大的优化空间,椭圆形主梁及重力式主梁气动性能较差,优化价值有限.     

乘用车暖通空调风道气动噪声模拟研究

采用大涡模拟模型(LES)计算了某汽车暖通空调风道的瞬态流场,然后应用L ighth ill-Curle声学理论,采用FW-H声学模型,预测了其噪声特性。与试验结果对比表明,用CFD方法预测暖通空调系统管道气动噪声有一定精度,分析结果可用于改进空调系统的气动噪声性能。     

粗集料性能对沥青混合料高温性能的影响

为明确沥青混合料中粗集料的表面特性及几何形状对高温性能的影响机理,进而为集料选择及性能评定提供参考,结合当前沥青混合料高温性能的研究状况,通过大量室内试验,分析了粗集料表面纹理、棱角性、扁平颗粒含量对沥青混合料高温性能的影响.研究结果表明:粗集料表面纹理与内摩擦角、动稳定度呈线性关系,表面纹理越大,动稳定度越高;平均棱角性系数大于14.5%时,沥青混合料动稳定度提高幅度明显;粗集料扁平颗粒含量越高,其混合料的高温稳定性越差,同时不同级配条件下,扁平颗粒含量对混合料高温性能影响程度不同,骨架型级配最为敏感.     

某型号空滤器进气系统的气动和消声性能研究

应用流体分析软件Fluent和发动机模拟软件GT-Power分别对某型号空滤器进气系统的气动性能和消声性能进行了模拟计算。分别研究了进出气管的管径大小和插入长度对空滤器进气系统的气动性能和消声性能的影响。研究结果表明,减小空滤器的进出气管直径均能改善空气滤清器进气系统的消声性能,但其气动性能有所恶化,而且通过比较发现,进气管的管径大小比出气管对空滤器的气动性能和消声性能影响更大;进出气管的插入对于此种结构的空滤器进气系统的气动和消声性能并无改善。文章最后根据空滤器消声性能的不足和发动机进气口的阶次噪声曲线,设计了一个谐振腔,改善了其噪声性能。     

计及车身附件气动干涉影响的汽车流场数值仿真研究

以降低汽车气动阻力、获得最优气动造型为目的,应用计算流体动力学方法对某轿车内外流场进行了数值仿真,分析并总结了车身附件气动干涉和发动机舱内空气流动对整车气动性能的影响.计算结果表明:车身附件对整车气动特性有较大影响.其中,底部结构和轮胎的影响较大;余者(后视镜、雨刮器和门把手)的影响很小.考虑了车身附件的影响后,气动阻力约增加23%;加上发动机舱内空气流动的影响,整车气动阻力共增大约35%.分析还表明,车轮的转动有利于改善车底气流与尾流的相互作用,使气动阻力稍有降低.     

大跨斜拉桥扁平钢箱梁损伤定位指标的噪声鲁棒性比较研究

以润扬大桥斜拉桥的扁平钢箱梁结构为分析对象,采用子结构方法将扁平钢箱梁结构的整体尺度动力特性和细节尺度构件损伤相互衔接实现多尺度损伤分析。在此基础上对模态曲率、模态应变能、模态柔度和斜拉索索力等4类结构损伤定位指标的抗噪声干扰能力进行了对比分析。分析结果表明,模态应变能和模态柔度对于扁平钢箱梁结构损伤定位具有较好的互补性,将其相结合对扁平钢箱梁主跨和边跨的损伤识别具有较好的抗噪声干扰能力。     

关于摩托车导流罩的造型（1）

摩托车导流罩起着提高整车美感和顺导气流，改善整车空气动力特性的作用。因此，导流罩的造型应满足空气动力学性能和美学要求。同时它对摩托车的气动阻力，气动升力，气动侧向力等摩托车的空气动力特性有着重要影响。     

重型汽车电控气动离合器的模糊免疫PSD控制

为适应未来汽车的电气控制发展趋势,利用电气与气动技术,建立了重型汽车电控气动离合器操作系统,并从理论上分析了系统的非线性特性。针对该系统的非线性控制问题,结合免疫PID控制算法与自适应PSD控制律,提出了模糊免疫PSD控制算法,实现了系统的智能控制。实验结果表明,采用该算法,系统可以获得良好的控制性能。     

牵引车外流空气动力学性能CFD分析

应用CFD仿真技术,分析某汽车的外流空气动力学性能,以判断其气动性能是否满足设计要求。     

汽车暖通空调系统鼓风机气动噪声传递特性分析

以某型汽车暖通空调(HVAC)系统为研究对象,采用隔振、隔声、消声和改变壳体阻尼的方法对鼓风机的气动噪声进行了试验研究。应用相干分析、阶次分析以及频谱分析等方法,确定了43阶气动噪声源为鼓风机叶轮,确定其传递特性为叶轮旋转产生的气动力传递至电机壳体和蜗壳壳体,引起结构振动并辐射噪声,另有部分气动力产生的气动噪声通过进、出风口向外气动传播。     

优化JT6120型客车气动特性的风洞试验

对影响ＪＴ６１２０型客车气动特性的主要外形结构参数进行了系列风洞试验，并对整车气动特性进行了优化，获得了最优化形设计方案，其空气阻力系数由０．７１下降至０．３４，其它气动特性指标也得到相应改善。     

基于仿生导流罩的厢式货车减阻研究

为降低某厢式货车的气动阻力,设计了6款驾驶室导流罩结构,加在厢式货车模型上进行空气动力特性的数值模拟,得到了货车模型外流场的速度分布、压力分布和湍动能分布等气动特性,详细分析了不同导流罩的减阻机理。在此基础上,通过模仿海豹的头部形状设计了一款仿生导流罩,安装在整车上进行数值模拟,对其减阻性能进行分析。结果表明:先行设计的6款导流罩均具有一定的减阻效果,但模仿海豹头部形状设计的仿生导流罩可大幅度改善驾驶室顶部的流场结构,减阻效果更好,其阻力系数比原始货车模型降低31.1%。     

武汉天兴洲公铁两用长江大桥抗风性能研究

针对目前我国最大跨度钢桁梁斜拉桥武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥的抗风性能进行风洞试验及分析研究,包括气动参数测量风洞试验、主梁节段模型风洞试验、施工状态气弹模型风洞试验、斜拉索风雨振动风洞试验及塔梁交汇区风场对行车安全性影响分析等.研究表明,无论成桥状态或施工状态,其主梁断面具备足够的抗风稳定性,在相应设计风速作用下,其抖振响应性能满足要求,斜拉索虽存在发生风雨振动的可能,但可以通过气动措施或机械措施加以改善,塔梁交汇处风场特性较为特殊,在强风作用下可能会引起驾乘人员不适.     

某SUV后部扰流附件的气动性能研究

基于某SUV车型,通过数值计算和风洞试验研究了14种后扰流板和侧扰流板方案对整车气动性能的影响。结果表明,单独加装任意一种扰流板,其减阻效果均较小,而在后扰流板和侧扰流板的共同作用下,减阻效果最大可达3%,且所有方案在降低阻力的同时,都会使后升力增加。根据计算得到的流场信息和尾迹区结构特性分析了扰流板的减阻机理,并根据试验结果分析了不同方案对于升力的影响规律,为相似车型扰流附件的气动优化提供了参考依据。     

长安微型客车气动特性试验方法研究

本文通过对比分析，给出了长安微型客车气动特性的试验研究方法，并确定了以气动特性分析和减阻机理探索为主要目的的模型风洞试验研究内容。     

圆顶车厢载货车外流场数值模拟及附加装置优化设计

对EQ1118GA圆顶车厢运输车进行外流场的数值模拟,通过对模型的表面压力和流场特性的分析,研究EQ1118GA运输车气动阻力产生的主要原因,以此为依据为优化其空气动力学性能设计了4种不同的导流罩,并分别对它们进行数值模拟计算,得到具有最佳减阻效果的导流罩。     

桥梁断面形式对三分力系数影响的数值研究

大跨度桥梁主梁断面的气动选型是其抗风设计与研究的一个十分重要的问题,随着计算机科技的不断发展,在桥梁抗风领域,由于风洞实验成本高,周期长等缺点,数值风洞越来越被人们重视。所谓数值风洞,就是运用流体力学相关原理,利用计算机软件对现实中的风环境进行模拟的一门学科。利用ANSYS13.0中的Fluent模块,分别对钝头型箱梁、带斜腹板箱梁、扁平箱梁进行了计算机数值模拟。在相同风速作用下,比较三种不同断面周围的压强和速度分布,三分力系数,初步确定抗风性能较好的断面类型。     

轮胎花纹对整车气动特性影响的等效方法研究

本文基于LBM方法,首先计算了旋转条件下具有详细花纹外形的车轮的气动特性,然后将轮胎花纹简化为纵向沟槽,利用不同表面粗糙度系数值等效详细花纹外形的气动效应,计算旋转条件下的外形简化车轮的瞬态外流场特性。对比分析了两种外形车轮的流场分布特性和气动力发展结果,以及表面粗糙度系数值对气动特性的影响,获得了能够准确反映详细车轮花纹气动效应的表面粗糙度系数值,据此对整车瞬态外流场进行了数值计算,将结果与风洞实验值进行对比,一致性较好并且计算精度较高。该方法确定了较为合理的等效表面粗糙度系数值,对车轮旋转条件下的整车瞬态空气动力特性进行了较为准确的模拟,简化了处理轮胎详细几何的复杂程度,计算效率得到提高。