克塔铁路风吹雪特征及其危害分区评价

克塔铁路沿线约75 km范围内普遍存在不同程度的风吹雪危害.通过对风吹雪的形成条件进行分析,结合风速、风向、积雪分布和监测数据,介绍沿线风吹雪的特征.经过现场调查、风吹雪监测和无人机航飞影像资料分析等,综合考虑地理位置、地形条件、风速、风向以及积雪厚度等因素,可以将克塔铁路沿线风吹雪按危害程度划分为铁厂沟(DK115～...     

单洞双向公路隧道火灾场景临界风速研究

为解决公路隧道典型火灾场景通风排烟问题，以单洞双向公路隧道为研究对象，利用FDS软件采用数值模拟的方法对单洞双向公路隧道典型火灾工况下的临界风速面临的多种类型的影响因素进行分析研究，并获取相应的模拟数据；以不同类型的影响因素作为神经网络输入，临界风速作为网络输出搭建LSTM网络模型，并根据试验数据进行网络性能分析。结果表明：LSTM网络模型的预测值与期望值的最大相对误差不超过0.03,具有良好的准确性，在数据的精度方面可满足隧道消防工程的精度要求，较为准确地预测了多种因素作用下的典型火灾场景临界风速，为临界风速的研究提供了一种新方法，有助于进一步提升公路隧道安全运营。     

新疆老风口地区公路风吹雪流场分析研究

利用多点风速风向自动记录仪对路基断面周围风吹雪流场进行现场观测,系统分析了路基断面形式和风速对路基断面周围风吹雪流场分布和积雪深度的影响.     

润扬长江公路大桥桥位风速观测及设计风速计算

分析润扬长江公路大桥桥位风速观测站与丹徒县气象观测站同步风速风向观测的有关内容,两站的观测值存在良好的正相关性,采用Gumbel分布函数拟合极值频率分布,计算得到大桥的不同重现期基本风速,与根据建筑结构荷载规范推算的结果对比分析,确认计算结果的合理性,完成各高度层上的大桥设计基准风速计算。为确保大桥抗风安全,指导施工提供了可靠的技术指导。     

草原牧区公路风吹雪雪害防治技术——育草蓄雪的研究

育草蓄雪是一种适用于草原牧区新型防治公路风吹雪雪害的生物技术措施,通过增加植被高度、盖度,达到以草蓄雪、以草固雪,防治公路风吹雪雪害的目的。文章通过对内蒙古草原、青海草原、甘肃甘南草原公路两侧植被进行的大量野外实验,建立了植被盖度、高度与地表粗糙度、风雪流启动风速、移雪量等一系列数学模型,明确了育草蓄雪的作用机理。     

风吹雪对公路路基边坡稳定性的影响及处治对策

为适应风雪地区公路工程项目建设的需要,结合风吹雪的特点,利用有限元法分析了风吹雪对路基边坡稳定性的影响,重点分析了风吹雪通过不同坡率的路堤边坡及路堑边坡时的风速变化情况,提出了路基及路堑边坡合理的边坡坡率.在此基础上结合实际工程,对风吹雪地区公路路基边坡应采取的工程处治措施及设计要点进行了分析总结.     

公路风吹雪灾害缓解技术研究

针对公路风吹雪灾害危害现状,提出风吹雪雪害防治“标本兼治、以本为主”的原则。采取多种形式,特别是研究并利用挡雪墙这一工程措施治理风吹雪灾害,为公路建设、养护、管理提供技术支持与保障。     

考虑风速风向联合分布和地形效应的山区桥梁设计风速确定

为研究风向对基本风速的折减,以及其与地形效应对山区桥梁设计风速确定的共同影响,以一座山区大跨度桥梁为研究背景,采用风速风向联合分布函数和计算流体力学软件FLUENT对桥址区的风场进行数值计算。首先利用桥位附近气象站的风速资料,在风速观测数据不足的情况下,采用极值Ⅰ型分布获得了风速的月极值分布和年极值分布的关系,并由此计算出不考虑风向影响的百年一遇基本风速。再应用风速风向联合分布函数,计算考虑风向影响时各个风向的百年一遇基本风速,探讨风速风向联合分布对基本风速的折减效应;并应用FLUENT软件对2种情况下的桥位区风场进行数值模拟计算,分别得到不同风向下桥位处的最大风速（即设计风速）。研究结果表明：风速风向联合分布和地形效应会对设计风速的确定产生影响。若不考虑风速风向联合分布的作用,当该地区最大基本风速的风向与地形放大效应最大的方向不一致时,会使设计风速值偏于保守。最后基于研究成果提出了可用于山区桥梁设计风速确定的分析流程,该方法更具合理性和工程实用性,可为山区桥梁设计风速的确定提供依据。     

非直线型公路隧道火灾烟气迁移特性的数值模拟

针对以往的火灾试验和数值模拟研究大多是在直线型隧道中进行的这一特点,以一非直线型公路隧道为研究对象,在全尺寸试验的基础上,针对不同的火源位置和火灾应急通风方案,对于火源功率为30 MW火灾的烟气运动与控制规律进行了数值模拟.结果表明:不同应急通风方案的烟气控制性能有很大差异;纵向风速对烟气迁移具有显著的影响;纵向风速增...     

公路隧道火灾排烟临界风速模型试验与数值解析研究

临界风速是防止隧道火灾烟气回流的最小风速,因此是隧道烟气控制的重要参数.根据流体力学相似性原理建立了缩尺寸模型隧道,根据模型隧道的温度分布和烟气蔓延情况来模拟实体隧道的温度分布以及烟气蔓延情况,从而对不同隧道排烟模式下的临界风速等关键设计参数进行研究.并根据模型试验的结论,推导临界风速的解析公式,以便于工程应用.     

牧区道路路基合理断面形式的研究

牧区道路是一种比较特殊的道路形式,易受雪害和沙害的影响。利用有限元的方法分析了风速场在遇到路堤、路堑、半填半挖路基时的变化情况,模拟风雪流和风沙流在遇到不同路基断面形式时的速度场,从而提出合理的路基断面形式。     

山区公路冰雪灾害预警评估模型研究

利用主成分分析方法对山区公路雪灾因子进行分析,由此得知温度、湿度、降雪量和积雪日数是决定公路雪灾的主要因素。在此基础上,提出基于主因子的专家打分方法的山区公路冰雪灾害强度模型和预警评估模型。运用山区公路冰雪灾害强度模型和冰雪灾害强度分级标准,在预警评估模型的支持下对重庆地区的历史雪灾进行判别和归类,结果与实情基本吻合。     

大跨桥梁实测湍流风场的大涡模拟

为实现在大涡模拟(LES)中准确评估强风湍流对大跨桥梁的作用,关键难点在于生成符合桥梁真实强风特性的入口湍流。为此应用了一种新的规则化波矢量随机流生成方法PRFG³(Prescribed-wavevector Random Flow Generator),该方法遵守连续性方程和泰勒假设,可准确模拟目标湍流的脉动风谱、湍流度和湍流积分尺度等风特性参数。首先利用西堠门大桥结构健康监测系统(SHMS)2016年内采集的风速数据,选取了该桥址区10 min时距平均风速较大但风特性不同的2个强风样本,分析得到相应的强风特性参数;然后采用PRFG³方法合成了符合上述2个实测强风特性的均质各向异性湍流,同时为验证该方法用于主梁节段模型LES入口湍流的适用性,还模拟了缩尺比为1∶50的强风湍流场,并基于OPENFOAM平台,将3类风场赋予LES入口进行了数值计算;最后将LES流场中多个监测点的湍流特性与实测结果进行了对比。研究结果表明：2个实测风场在顺风向、横风向、竖风向的脉动风谱均与Von Kármán谱接近,顺风向湍流积分尺度最大约为192 m,各脉动风分量近似符合正态分布;PRFG³方法产生的入口湍流在LES计算域内能正确传输,模拟的3类风场均有较好的均匀性,脉动风分量在各方向上的功率谱、湍流度和所有的9个湍流积分尺度均与相应的实测值吻合较好。相关湍流合成方法及LES设置可为大跨桥梁在实测强风湍流下的数值模拟研究提供参考。     

中国公路运行速度体系与工程应用技术研究

为创建中国公路运行速度理论、方法与技术体系,提高公路安全设计水平,在连续10年分阶段对中国20个省区35条高速和一级公路、39条二级及以下双车道公路现场数据采集、试验观测与事故调查的基础上,系统研究了中国公路交通特性、运行速度特征与交通安全的关系,针对高速公路、一级公路、双车道公路等研究对象,采用理论分析、数值计算、室内模拟试验、实体工程观测与实车现场测试相结合的方法,揭示了中国公路运行速度的特征与规律,提出了符合中国公路交通特点的运行速度代表车型划分标准,系统建立了各级公路及关键路段运行速度模型,创新集成了公路路线安全综合评价、公路路线安全设计、公路速度综合控制等工程应用技术及相关标准、指标体系。结果表明:该系列成果填补了中国公路运行速度应用模型、设计与速度控制基础理论研究方面的空白,为公路安全设计、评价及科学地进行速度控制提供了成套技术支撑。     

中国公路运行速度体系与工程应用技术研究

为创建中国公路运行速度理论、方法与技术体系,提高公路安全设计水平,在连续10年分阶段对中国20个省区35条高速和一级公路、39条二级及以下双车道公路现场数据采集、试验观测与事故调查的基础上,系统研究了中国公路交通特性、运行速度特征与交通安全的关系,针对高速公路、一级公路、双车道公路等研究对象,采用理论分析、数值计算、室内模拟试验、实体工程观测与实车现场测试相结合的方法,揭示了中国公路运行速度的特征与规律,提出了符合中国公路交通特点的运行速度代表车型划分标准,系统建立了各级公路及关键路段运行速度模型,创新集成了公路路线安全综合评价、公路路线安全设计、公路速度综合控制等工程应用技术及相关标准、指标体系。结果表明:该系列成果填补了中国公路运行速度应用模型、设计与速度控制基础理论研究方面的空白,为公路安全设计、评价及科学地进行速度控制提供了成套技术支撑。     

基于风致抖振分析的多跨斜拉桥行人舒适性评价分析

首先,从随机风场模拟方法和抖振风荷载计算两方面介绍了风致抖振分析的基本理论;然后,以南昌市朝阳大桥为工程背景,利用MATLAB自编制程序依据上述随机风场模拟方法建立成桥阶段设计基准风速下标准断面的脉动风速模拟,将抖振惯性力公式计算所得的抖振风荷载施加在主桥模型上,对大桥的行人舒适性作出分析与评价;最后,对南昌市朝阳大桥的人非通道和观景平台提出了行人交通管控措施。     

中美公路运行速度与交通安全相关性对比研究

针对目前中国对运行速度概念存在的一些误解,通过现场采集的车辆运行速度分布数据,解析和讨论了运行速度的明确定义。对中美公路车辆运行速度分布、运行速度统计值进行对比分析,并对中美驾驶员对限速值的遵守情况与限速值的调查问卷统计结果进行了对比分析;探寻了中国大、小车运行速度差大于美国的根源,并进一步探讨速度差与事故率,以及速度差与事故严重程度的相关性。结果表明:限速值需要综合考虑运行速度、设计速度与其他因素;为了增进中国公路的行车安全,建议在条件允许的情况下,实施分车道对大、小车分别限速。     

基于往复流风冷的动力锂电池热仿真正交分析

随着电动汽车销量的增加,动力电池的热安全问题日益受到关注,电池温度过高会影响电池的性能,严重时会导致热失控的发生。为研究锂电池的放电特性,探究不同因素对电池组往复流风冷散热的影响规律,基于外接UDF的Fluent仿真计算,利用正交试验,分析了入口风速、冷却空气温度、往复流周期三个参数对电池温度分布的影响规律。研究结果表明往复流周期对电池组温度分布均匀性的影响最大,入口风速对电池组最高温度影响最大,而冷却空气温度影响则相对较小。在此基础上,进一步获得了往复流散热性能的最优匹配参数。     

基于交通风条件多点进出城市地下道路CO污染物浓度分布特性预测模型

多点进出城市地下道路结构形式复杂且位于城市人员密集区，机动车在行驶过程中排放的污染物(CO、NO_<i>x等)不仅将对隧道内驾驶人员的健康产生影响，同时还会给隧道洞口附近民众的居住环境及健康带来影响。为此，以机动车流排放污染物CO浓度分布规律为重点研究对象，依据质量守恒定律、并联风路理论，并结合上海和长沙4条隧道现场实测以及1∶8缩尺模型试验研究方法，开展了关于多点进出城市地下道路交通风以及机动车流排放污染物扩散特性的研究；基于研究结果，提出了交通风条件下多点进出城市地下道路机动车流排放污染物CO浓度分布特性预测模型构建方法，包括交通风速V_r、对流传质系数h_m和扩散特征系数K等关键参数的确定方法；长沙市营盘路湘江隧道实测结果验证了该模型的有效性，交通风以及污染物浓度预测模型计算值与实测值的误差评估值I_A分别为0.992和0.916。当已知隧道结构特征和交通特征时，利用该计算模型即可预测评估多点进出城市地下道路内沿机动车行驶方向各断面的平均交通风速、机动车流排放污染物CO平均浓度；同时可定量评价各分(合)流匝道对主隧道CO浓度分布特性的影响规律。研究结果可为多点进出城市地下道路科学选址及其通风系统优化设计与节能运行提供参考依据。