矩形建筑双幕墙结构风压脉动的非高斯性及峰值因子

借助刚性模型风洞动态同步测压试验,对矩形建筑双幕墙的内幕墙和外幕墙的脉动风压的非高斯统计特性进行了研究.根据测点风压时程及其概率密度分布,并基于测点风压的第三、四阶矩统计量对风压的非高斯特性进行描述,结合峰值因子的取值,给出划分高斯和非高斯区域的标准,在此基础上对矩形建筑双幕墙的内幕墙和外幕墙进行了分区.分析表明:矩形建筑双幕墙的风压脉动为非高斯性的区域主要为内幕墙的拐角分离流区域,而外幕墙由于内外压平衡的原因,其拐角区域的风压脉动特征则基本符合高斯性,在幕墙结构设计时,应提高非高斯区域的风压峰值因子的取值.     

湖州大剧院屋盖及幕墙的风荷载分布特性

基于湖州大剧院的风洞试验,分析了大跨曲面屋盖、雨棚和幕墙立面的平均风压与脉动风压的分布特性及影响平均风压与脉动风压相关性的因素,探讨了脉动风压的概率分布和相关性;并分别按规范和峰值因子统计方法,计算了用于玻璃幕墙设计的脉动风压,进行了相互比较,所得结论对复杂形状大跨屋盖结构抗风的整体设计和玻璃幕墙局部设计有参考价值.     

高层建筑风压脉动对室内热舒适性的影响

本文根据相关文献给出的高层建筑风压脉动随时间、风向等的变化而出现的规划与不规划的变化规律,以及高层建筑绕流空气动力特性,分析了高层建筑表面风压随来流、风向和时间发生较大变化的区域和特征,指出了高层建筑物的自然通风或渗透风量处于不稳定状态,在一定周期内会有较大波动,室内空气温度、湿度和湍流度等难以控制,直接影响到室内热舒适性,同时给出了克服高层建筑风压脉动所造成的室内空气环境参数波动的技术措施和方法。     

竖向肋条对高层建筑局部覆面风压的影响

为探究竖向肋条对高层建筑局部风压的影响，采用风洞试验方法研究不同肋条布置情况下高层建筑平均风压和脉动风压的分布特性，分析功率谱和POD模态的变化，探究竖向肋条布置后的风压非高斯性分布变化，最后给出不同工况极值风压系数。结果表明：肋条布置后迎风面的平均风压、脉动风压和极值风压均没有差异；而侧面肋条分界线上的前缘区域负压平均值、脉动值和极值风压有所增大，其余区域负压均减小；由POD可知对风场能量贡献最大为横风向气动力，肋条的布置使得一阶主坐标功率谱峰值降低，肋条分界线上的前缘区域位置的模态值增大较多；肋条布置后侧风面的非高斯性测点个数减少，背风面没有明显变化。其中半布和满布工况对局部风压特性造成的差异相差不大，说明中部的肋条对局部风压影响较小。     

复杂体型超高层建筑风压脉动特性

为研究超高层建筑顺风向和横风向脉动风压功率谱的变化规律,以某X型超高层建筑为工程背景,进行刚性模型测压风洞试验.利用Tamura等基于准定常假定提出的由顺风向脉动风速谱转化得到顺风向脉动风压谱的方法将Davenport和Kaimal风速谱转化为脉动风压谱,并将两者得到的风压谱与试验结果进行了对比;利用Ohkuma等提出的矩形建筑横风向风荷载功率谱的数学模型来拟合侧风面测点脉动风压谱,结果能够与试验很好的吻合.分析了相同高度处各测点之间以及不同高度测点层各测点脉动风压之间的相关性;最后研究了测点风压的水平和竖向相干性,并利用基于单参数最小二乘算法的计算程序对测点空间相干函数曲线进行拟合,结果与风洞试验吻合较好.     

大跨柔性光伏支架结构风压特性及风振响应

大跨柔性光伏支架结构因具有良好的场地适应性和经济性而得到越来越多的应用。为完善此类光伏支架结构的抗风设计方法,通过对一种可变倾角的大跨柔性光伏支架结构进行刚性模型风洞测压试验,研究了光伏组件板面的平均风压和脉动风压系数在不同风向角和倾角组合下的分布特性以及全风向角下组件的极值风压变化规律,并给出了典型风向角下的脉动风压功率谱图。在此基础上,结合光伏组件的风压分布特点,采用ANSYS有限元软件仿真研究了该种柔性支撑光伏支架的风振响应并进一步计算得到了相应的风振系数。研究结果表明:在0°和180°风向角下,平均风压系数沿来流方向梯度分布且绝对值迅速衰减;随着风向角的增大,风压系数绝对值的最大值出现位置由迎风前缘向迎风端角部附近移动;光伏板面脉动风压分布与平均风压分布趋势类似;相比结构位移响应,钢索张力响应对风速变化不敏感,顺风向和竖向位移风振系数在U=8 m/s取得极大值,其值为2.11和1.98。本文可为光伏结构的抗风设计提供参考。     

聚氨酯夹芯屋面板的风致动力性能分析

聚氨酯夹芯屋面板广泛应用于大跨度结构的屋盖系统中,其有限刚度及聚氨酯芯层的阻尼性能会对屋面风压传递过程的脉动特性造成影响.试验测定了屋面板常用聚氨酯泡沫夹芯材料的基本力学参数和反映材料阻尼特性的损耗因子.以一典型檩距的四角点简支矩形屋面板为算例,采用模态应变能法对该屋面板的结构损耗因子进行了计算.进一步对该屋面板模型施加人工模拟的风压时程,并与无阻尼刚性板和低阻尼柔性板模型的反力时程及其功率谱进行对比,考察了屋面板刚度和阻尼性能对风压脉动特性的影响程度.结果表明:屋面板的实际有限刚度对风压的脉动分量有放大作用,且改变了脉动风压的频谱特性,而聚氨酯夹芯的阻尼性能却能有效降低脉动风压的放大幅值.     

某体育会展中心大跨屋盖系统风荷载试验

介绍了某体育会展中心会展馆和体育场的大跨屋盖系统模型风洞试验的概况和主要试验结果,分析了挑篷上平均风压和脉动风压的分布,讨论了脉动风压对总设计风荷载的贡献,并对比了计算围护结构风荷载的规范方法和统计方法;结果表明,正面迎风时,体育会展馆和体育场屋盖边缘的平均风压和脉动风压系数均较大,采用规范方法算得的会展馆围护结构风荷载大部分小于采用统计方法算得的数值,而用规范方法算得的体育场围护结构风荷载均小于用统计方法算得的结果。     

矩形高层建筑横向湍流脉动风压谱密度函数的分析计算

目的 为计算矩形高层建筑在湍流脉动风压作用下横风向风振动力反应值，推求横向湍流脉动风压谱密度函数．方法 从湍流理论的基本方程出发，在一定假设条件下，根据Taylor关于湍流的“冻结”假定，从湍流基本方程的傅氏变换解可以导出脉动风压谱密度函数的计算公式，并考虑了全部的剪切项．结果 据此计算出的结果在一定条件下其组合值与原型观测数据相吻合．结论 湍流脉动风压谱与日本规范中的扰力谱幅频特性有差别．可以采用CFD（Computational Fluid Dynamics）风场数值模拟结果计算湍流脉动风压谱密度函数与均方根值．     

两串列方形高层建筑局部风压干扰特性分析

对2个完全相同的串列方形高层建筑模型进行了受扰建筑风压测量的风洞试验。根据试验结果,分析了施扰模型相对位置和高度变化对受扰模型局部风压的影响。结果显示,高度比固定,迎风面平均风压在间距比小于3时为负压。大于3时为正压,侧风和背风面平均负风压及各个面脉动风压均在间距比等于3时取得最大值。高度比变化,间距比小于3时,迎风面平均负风压随高度比的增大而增大,侧风和背风面则均在等高时取得最小值,和平均风压不同,迎风、侧风面脉动风压均在等高时取得最大值,背风面在等高时取得最小值;当间距比大于3时,平均风压在各个面上均随高度比的增大而减小,脉动风压在迎风和侧风面随高度比的增大而增大,背风面则在等高时取得最小值。     

大跨度桥梁结构风荷载模拟研究

基于数值模拟方法的风速时程曲线在桥梁结构风振分析中被广泛采用.本文基于自然风特性,通过考虑结构节点间的风速时程相关性,采用AR模型模拟节点随机脉动风速时程,利用AIC准则确定模型阶数.对模拟所得的大跨度桥梁节点风速时程统计分析表明:AR模型可有效地模拟具有空间相关性、时间相关性的节点脉动风速时程,模拟精度、速度和计算稳定性均满足实际工程应用要求.     

Characteristics of wind pressure pulse on large-span flat roofs

The wind pressure pulse events, among the most important characteristics of wind pressure fluctuations on large-span flat roofs, were investigated by wind tunnel tests in this paper. Incorporating the formation mechanism of wind pressure pulse events, the peak over threshold method was employed to study properties of this kind of events. The event duration time, the energy contribution, the number of the pulse events, and the distribution of average peak pressure were calculated. Probability density functions of some typical samples in separation region were also given. Results show that the non-Gaussian roof pressure is strong in the flow separation region owing to the wind pressure pulse events. Evaluations of the extreme peak pressures, which can be determined by the peak over threshold method effectively, are important to the design of building cladding.     

飞机模型俯仰-滚摆耦合复杂流场测试系统设计

为真实地模拟飞机机动飞行和分析俯仰－滚摆耦合状况下的动态气动特性和复杂流动机理，首次在风洞中实现了模拟飞机的俯仰与滚转的复合运动。使用E型架结构实现飞机模型俯仰角α的正弦运动，同时在E型架上安装交流伺服电机直接控制飞机模型的滚转角Φ；本系统采用了旋转编码器的输出脉冲来测量模型的转角，并记录下该脉冲出现的时刻，用这些数据得到飞机模型在风洞实验中滚转角的时间历程和滚转力矩特性，并用激光片光系统进行流态显示，使用这套系统得到了俯仰－滚摆耦合运动下的气动特性。分析表明，俯仰－滚摆耦合状况下进一步推迟了滚摆开始攻角，不稳定性增加，同时证明该系统满足风洞实验要求。     

风力机叶片的红外热成像无损检测的数值研究

针对大型风力机叶片的典型材料中可能存在的典型缺陷,以脉冲红外热成像法检测风力机叶片的内部气孔为例,建立了轴对称非稳态导热模型,应用ANSYS软件,进行计算机模拟计算,得到模型在脉冲加热-冷却阶段任一时刻的温度场和热流场以及有缺陷区及无缺陷区对应表面温度及温差的变化趋势,从理论计算的角度揭示了红外热成像检测材料内部缺陷的机理,同时验证了应用红外热成像技术无损检测材料内部缺陷的可能性．     

基于3电平整流器的永磁同步电机侧的研究

针对二极管箝位式3电平PWM整流电路拓扑结构和直驱型风力发电系统的特点,介绍了3电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,建立了3电平永磁同步发电机在旋转坐标系下的数学模型,分析了电流转速双闭环控制策略,并对3电平整流器控制系统及SVPWM调制脉冲的产生进行了仿真.结果表明:3电平永磁同步电机SVPWM整流技术能够有效地控制转速,稳定系统直流电压.     

多维ARX模型在高层建筑模态识别中的应用

针对高层建筑模态识别具有激励难以实现、噪声影响大等特点，从状态空间理论出发，建立了多维ARX模型，运用极大似然法估计ARX模型参数，推得结构的模态参数．采用线性滤波器法对白噪声进行滤波，模拟脉动风的作用，分析了不同噪信比和不同模型阶次对固有频率、阻尼比和振型的影响．结果表明，多维ARX模型适合于高层结构在线识别，特别适用于结构振型的识别，具有很强的抗噪声能力．     

简谐波叠加法模拟风谱

目的模拟脉动风荷载，在时域内实现数值模拟建筑结构的内力分析和变形计算．方法采用Davenport风速谱并根据Shinozuka理论，应用简谐波叠加法分别模拟了脉动风速、脉动风压和脉动风荷载时程曲线．结果求出了该风谱的功率谱密度和相关函数，并分析了某12层框架结构的顶层位移和加速度反应．证明此方法高速有效，且符合工程精度的要求．结论理论值和实测值的比较结果表明简谐波叠加法是一种正确有效的风荷载分析方法，能够反映结构的基本动力特性，对高层建筑的风振控制有一定的应用价值．     

基于多尺度小波分解和时间序列法的风电场风速预测

针对目前风电场风速预测精度较低的问题,提出一种基于多尺度小波分解和时间序列法的混合风速预测模型,通过小波分解将风速非平稳时间序列分解为不同尺度坐标上的平稳时间序列,然后把分解后的各层序列重构回原尺度,再应用自回归滑动平均模型对平稳时间序列进行预测,最后通过叠加合成得出原始风速序列的预测值。同时在验证时间序列模型有效性与模型选优过程中,采用基于贝叶斯理论的SBC定阶准则,改善了以往模型定阶准则的收敛特性。在算例分析中分别利用本文方法和常规预测法对实际风速分布特性进行预测分析,结果表明,本文方法对不平稳风速序列的预测具有更高的预测精度和更强的适应性。     

风电机组动态分析适用风速模型

为研究风电传动系统气动耦合作用下的动载荷变化规律,提出了低频风和高频风描述的风速模型,并用窗口平均方法实现高频风截除和低频风提取。通过对低频风特性和方法特点的分析,证明了风速模型的有效性;通过对时间参数的影响分析,指出该风速模型具有良好的时间尺度性。该风速模型能有效应用于风电系统相关动态问题的研究。     

基于ACTS风速预测模型的变电架构灾变特性数值模拟

根据预测理论,提出了ACIS(渐近变动时间序列)风速预测模型,利用已有的风速数据预测了未来时段的风速数据,通过建立变电架构的三维数值模型,对架构进行了风速时程分析.研究了变电架构在预测风速下的动力时程响应特性,得到架构的各项动力响应指标,研究成果可为变电架构防风减灾提供参考.