郑州万滩黄河公铁大桥漏缆大跨度吊挂问题研究

公铁大桥是GSM-R无线信号覆盖弱场的典型场景,需使用钢丝承力索吊挂漏缆实现信号补强,通常会增设辅助杆以减小吊挂漏缆的跨度。随着铁路工程建设对美观性、经济性的要求不断提高,直接利用桥墩实现大跨度漏缆吊挂的问题逐渐受到关注。文章以济郑高铁河南段工程的郑州万滩黄河公铁大桥为背景,建立漏缆大跨度吊挂的力学模型,研究温度、初始垂度这两个关键因素与最终垂度和设计安全系数的关系,并提出一种钢丝承力索的选型方法,最终确定该工程中钢丝承力索的选型为1×19-11.0-1370-B-YB/T 5004-2012。此外,还分析了时速350 km场景下气动力对漏缆大跨度吊挂的影响。列车以时速350 km高速通过时对钢丝承力索垂度带来一定的气动力影响,但影响时间极短,实际垂度并不会发生显著变化。对设计安全系数的减小程度不高,数值仍然在3.0以上。即便在最不利的条件下,钢丝承力索的选型方案仍然安全可靠。     

中国沿海风帆助航节能的潜力

本文从船舶安装风帆后的受力分析出发，建立了风帆助航节能计算的数学模型。结合我国沿海各主要航线所经海域的全年风向风力资源统计资料，以及现代矩形层流硬帆的试验数据，编制了计算机程序，得到航线上各统计区海域每平方米风面积所能获得的功率增益，从而可以了解中国沿海风帆助航节能的潜力。本文也可作为风帆助航船初步设计时，确定风帆主尺度的依据。     

全新迈凯轮的气动力件

采用双龙骨底盘设计的MP4-18A达到了一个新的境地。本文揭示其最新情况     

风洞试验中车辆锚定方式对气动力测量的影响分析

利用国内首个整车气动-声学风洞对某车辆在两种锚定方式下的气动力进行测量。结果表明,传统的浮动模式在高风速时车尾上翘,且上翘高度随着风速增加而增大。导致气动阻力系数比固定模式大,最大差值0.006。风速高于100km/h时气动升力系数比固定模式小,最大差值0.007。因此,整车气动力测量时应考虑锚定方式的影响,根据试验目的和条件合理选择车辆锚定方式,以保证测试精度。     

断阶对超高速气动增升船水气动力特性影响的数值研究

为了探索断阶对超高速气动增升船水气动力特性的影响,利用基于FVM的STAR-CCM+软件分别模拟了有无断阶的超高速气动增升船模型在不同航行工况时的直航运动。基于计算结果,分析了断阶的作用机理并提取了断阶对超高速气动增升船水气动力、航行姿态、艇底浸湿的影响规律。结果表明：设置断阶使得高航速下的阻力性能得到了明显改善,最大减阻效果为33.7%;断阶对气动增升率的影响主要体现在船宽傅汝德数Fr>4.04的高速航速下,在最大航速下,断阶模型的气动增升率提升了约16.7%。     

桥梁断面非线性自激气动力经验模型

为探讨桥梁断面的非线性自激气动力,基于平衡位置的Taylor级数展开式,建立了简谐运动下桥梁断面非线性自激气动力模型,获得了其复数和实数表达式,并说明了表达式中非线性气动参数的识别方法.该模型反映了简谐运动下桥梁断面非线性自激气动力的谐波叠加特性,可应用于桥梁的非线性气动稳定性分析.最后,应用该模型对某桥梁断面在简谐运动下的非线性自激气动力风洞试验时程数据进行了拟合.拟合结果表明,两者的误差在3%以内,验证了该模型的正确性.      

基于风洞试验的桥梁行车安全分析研究

强风环境下桥上行驶车辆受风荷载影响发生侧翻、侧滑、横摆、剧烈晃动等事件频繁发生,严重影响车辆行驶的安全性、舒适性和通行效率。车辆气动力特性参数是影响行车安全的直接因素和重要指标,已有学者针对性地开展了研究工作。然而,既有研究成果主要以地面车辆和大跨度桥上车辆的气动力特性为主,少有文献考虑常规跨度桥梁及其附属结构对桥上车辆气动力特性的影响。因此,以某山区高墩组合梁桥和桥上厢式货车为研究对象,设计制作几何缩尺比为1∶15的桥梁和车辆刚性测压模型,开展系列风洞试验,研究车桥组合典型工况下厢式货车的气动力系数,并分析行车位置对车辆气动力特性及行车安全的影响,基于准静态理论和静力分析方法判断车辆侧翻和侧滑的临界风速。     

计算网格对列车空气动力学不确定性的影响

为评价计算网格对明线列车空气动力学数值仿真计算结果的影响,基于计算流体力学,研究了计算网格对列车气动特性的不确定性. 首先根据3种不同尺寸的计算网格及其计算结果,提出了计算网格对列车气动力和表面压力不确定性的计算方法;其次以ICE2列车为研究对象,划分了3种不同尺寸的计算网格,数值仿真得到了列车气动力和典型截面的压力;最后研究了该列车头车气动力和典型截面压力的不确定性. 研究结果表明:数值仿真得到的气动侧力系数与试验数据的误差仅为0.31%;车身迎风侧表面压力的不确定性接近于0;车身表面压力不确定性较大的位置主要位于车体底部,其最大不确定度达到1.42;头车侧力系数的不确定度为0.002 6,而头车升力系数的不确定度为0.509 3.      

圆柱结构涡激共振耦合效应及其抗风设计参数

为了解决亚临界区圆形断面细长结构涡激共振抗风设计参数取值不明确的问题,针对土木工程领域小直径圆形细长结构在亚临界区的涡激共振现象,对其涡激共振耦合效应进行了研究,获得其抗风设计的主要气动力参数。采用弹性悬挂节断模型风洞试验,模型两侧采用斜置上下不等刚度的弹簧提供三自由度的振动模型,试验风速对应的雷诺数区位于亚临界雷诺数区,分别测试风速增大和减小2种状态下模型的涡激共振,试验采用激光位移计和压力扫描阀同步测试模型振动位移和表面风压,通过分析位移和风压之间的关系,揭示涡激共振发生的耦合状态,并基于涡激共振抗风设计的要求,给出涡激共振锁定区间、气动力系数等抗风设计参数。结果表明：风速增大和减小2种状态下,涡激共振的耦合状态不同,风速增大过程中锁定区间更长;在锁定区间内存在强耦合和弱耦合2种机理的耦合状态,强耦合状态下的升力系数标准差和平均阻力系数值更大,旋涡脱落频率更强,气动力和流场的波动也更强;基于此,建议在对亚临界区的圆形断面结构进行涡激共振设计时,锁定区间为1.0~1.3倍起振风速,其中1.0~1.1倍起振风速范围内按照强耦合状态设计并考虑由耦合效应引起的气动力增强,1.1~1.3倍起振风速范围内按照弱耦合状态设计。