方形超高层建筑风振轨迹及耦合效应试验研究

方形超高层建筑在2个水平方向的自振特性接近,强风作用下2个水平方向的风致振动会存在一定的耦合效应.为研究此耦合效应对超高层建筑风致振动的影响,进行了方形超高层建筑气弹模型风洞试验,分别测试了均匀流场和边界层风场下结构的风致振动响应.首先,通过限制结构顺风向位移,研究了结构顺风向振动对其横风向振动响应的影响;然后,分析了...     

公铁平层桥梁桥塔遮风效应风洞试验研究

车辆经过桥塔区域时，由于桥塔的遮风效应，其气动荷载会产生突变，且公铁平层桥梁的桥塔由于纵向尺度较大，车辆经过桥塔区域时气动荷载的变化更加剧烈.为明确某公铁平层桥梁上车辆在桥塔区域的气动特性，制作了1/20大比例尺的风洞试验模型；基于优化后的测试系统，测试了车辆通过公铁平层宽幅桥梁桥塔时的气动荷载，研究了车道位置、车辆类型以及桥塔外形对通过桥塔车辆的气动特性的影响.结果表明：越靠近桥塔车道上的车辆，经过桥塔时的横向力系数、摇头力矩系数的突变量更大，正向升力也越大，因而更容易发生侧滑与侧偏；车长对车辆通过桥塔区域的性能有显著影响，长度较小的车辆具有更大的横向力系数突变量，长度较长的车辆具有更大的倾覆力矩系数、摇头力矩系数及点头力矩系数突变量；与矩形截面桥塔相比，带倒角的桥塔使得厢式货车的横向力突变量减小了43.7%，使集装箱车的横向力系数突变量减小了25.8%，且使集装箱车的摇头力矩系数突变量减小了29.2%.     

南京仙新路过江通道主桥抗风性能风洞试验研究

仙新路过江通道主桥为跨径布置(580+1 760+580) m的悬索桥，桥塔高267 m,加劲梁采用整体式闭口钢箱梁。为研究该桥运营阶段抗风性能，通过1∶50缩尺比加劲梁节段模型风洞试验分析大桥的驰振性能及提高大桥颤振性能的气动措施；通过1∶140缩尺比全桥气弹模型风洞试验，验证大桥的颤振、静风稳定性，并研究桥梁的抖振响应。结果表明：该桥在常遇风攻角范围内(-3°～+3°)不具备发生驰振的必要条件，加劲梁断面具有良好的驰振稳定性；加劲梁原始断面的颤振稳定性不满足规范要求，在中央防撞护栏间增设0.67 m高中央稳定板后，颤振临界风速高于颤振检验风速并具有一定的富余量；采用优化措施后，大桥具备良好的静风与颤振稳定性，加劲梁、桥塔在设计风速下各测点抖振响应值较小且均未发生不稳定振动或发散性振动。     

超大跨度悬索桥长吊索涡振特性及其控制研究

针对超大跨度悬索桥长吊索风振突出的问题，以张靖皋长江大桥为背景，开展了超大跨度悬索桥长吊索涡振特性及其控制研究。基于嵌套网格技术，开展了2种直径长吊索涡振的数值模拟，并分析了吊索低阶与高阶涡振响应的特性。采用减振锤作为控制措施，开展了阻尼器参数设计，并通过节段模型风洞试验验证了减振装置对吊索涡振的控制效果。研究结果表明：不同直径的吊索在单索股和双索股情况下均可能发生涡振；不同阶次模态发生涡振的位移振幅接近，但高阶涡振的加速度幅值显著增加；考虑涡振对吊索疲劳性能的影响，采用减振锤能够有效抑制涡振响应。     

某SUV镂空尾翼气动噪声特性的研究

在某SUV开发过程中，为了更好地体现运动感，外造型上设计了带镂空的尾翼，然而，镂空尾翼带来了新的气动噪声源，使得车内噪声性能严重恶化。本文通过对风洞测试结果与数值模拟流场的分析，明确了镂空尾翼的声源产生原因：一是气流在镂空通道加速并冲击后风挡产生；二是气流在尾翼尾部区域分离、耦合形成的高湍流强度涡漩辐射产生。基于此，明确了优化方向：减少镂空处的气体流量；降低尾翼下方气流速度；改变尾翼下方气流流动方向。制定了具体的优化方案，并通过了风洞试验验证。结果表明优化方案对提高车内语音清晰度和降低车内声压级都有显著效果，车内声压级降低至少2 dB(A)，语音清晰度分别提高0.7%、1.5%、1.7%。通过本文研究内容，可以为尾翼造型设计及优化提供重要依据。     

高速列车车门凹腔结构的流致振动特性

流致振动是高速列车设计和运维过程中需要重点关注的问题之一。针对高速列车司机室车门区域的凹腔结构，利用数值计算、风洞试验和实车线路试验相结合的方法，分析车门区域的流场特征和车门出现流致振动现象的主要原因，据此对车门两侧凹腔结构和扶手进行优化，并对封堵凹腔和扶手内移2种优化方案进行实车试验验证。结果表明：司机室车门上游凹腔结构诱导的展向涡导致车门表面出现高频的脉动压力，列车运行速度越高，压力波动幅值越大，但波动频率锁定在83 Hz，当压力幅值超过车门承受的限值后，车门将出现流致振动现象；气动拉力和气动侧向力是诱发司机室车门流致振动的主要气动载荷，车门宜设置在车体横截面不变区域；通过优化凹腔结构和扶手的形状能够消除司机室车门的流致振动现象；合理改变扶手位置能够减弱凹腔结构引起的流致振动现象；如果要消除流致振动现象，应将扶手改为盖板结构，或者将扶手截面形状改为非圆形截面。     

基于模型自航试验的自升式平台主机功率估算

为确定勘察平台自航所需的主机功率，对自升式平台的缩尺比模型自航试验进行设计，并开展不同航速下平台模型的自航试验。在此基础上，得到螺旋桨推力与平台航行时阻力相等的自航点，并计算实际平台在不同航速下所需的主机功率。研究成果可为自升式勘察平台设计过程中的主机功率选择提供一定参考。     

雷暴风作用下流线型箱梁抖振力空间相关性时变特性试验

为了研究雷暴风作用下流线型箱梁断面抖振力空间相关性的时变特性，通过多风扇主动控制风洞开展雷暴风物理模拟和刚性节段模型测压试验。基于Priestley经典谱估计理论分析了非平稳脉动风和抖振力的时变相干函数，在此基础上，借鉴Jakobson研究成果提出了时变相干函数模型。最后，深入研究了紊流积分尺度时变特性对于抖振力空间相关性的影响，通过引入紊流三维效应因子的概念，揭示了雷暴风作用下流线型箱梁紊流三维效应的时变特征和作用机理。结果表明：雷暴风的时变积分尺度是影响流线型箱梁断面抖振力空间相关性时变特征的控制因素，由于该参数的引入，时变相干函数模型能够较好地描述非平稳抖振力的时变相关性；同时，当雷暴风在时变风速快速突变时，抖振升力的紊流三维效应时变特征明显，其变化趋势与积分尺度的时变规律相反，且存在一定的迟滞现象，其原因可能为风速突变产生的漩涡瞬态畸变效应导致。