不同风嘴形式分体箱梁桥梁的静力风致稳定性能

作为大跨径以及超大跨径桥梁一种新兴的断面形式,分体箱梁可以改善空气动力性能和提高颤振临界风速,但是还需要保证其静力风致稳定性能, 研究了不同风嘴形式下分体箱梁的静力三分力系数和静力风致稳定性能随开槽率的演变规律。结果表明：两种风嘴形式分体箱梁的阻力系数随开槽率增加而 增大,采用断面实体宽度为无量纲化标准时断面升力系数绝对值会随开槽率的增加而增加,这与采用断面总宽为无量纲化标准时结果相反,升力矩系数绝对 值会随着开槽率的增加而减小,但这种规律性会受到风攻角的影响;风嘴对称性的变化仅改变断面阻力系数随开槽率的变化规律;两种计算模型下,对称风 嘴断面分体箱梁桥梁跨中的各向位移绝对值和静力风致失稳临界风速随开槽率的变化规律完全相反,而不对称风嘴断面的各向位移变化规律相似但也有区别 ;总体上对称风嘴断面的最低静力风致失稳临界风速要高于不对称风嘴断面;考虑结构刚度变化会使断面开槽后静力风致失稳临界风速随着开槽率的增加而 升高并超过不考虑刚度变化时的相应值,故对分体箱梁静力风致稳定性能分析时需要考虑开槽率不同带来的结构刚度变化。     

桥梁断面两自由度风致振动数值模拟

采用弱流固耦合技术,对薄平板和桥梁断面进行了两自由度风致振动数值模拟,得到了断面颤振临界风速、振动频率和阻尼比随风速变化情况,薄平板的数值模拟结果与理论解十分吻合,验证了数值模拟的精度。     

多风机作用下隧道纵向风速分布规律研究

为了研究在隧道端部布置多台风机的方式提供纵向风的可行性,利用FDS模拟该种情况下的隧道横截面的纵向风速分布,并引入了标准偏差系数作为风速分布均匀性判据。计算结果表明:随着不断远离风机,横断面纵向风速逐渐接近;风机分布越平均、数量越多,断面风速越均匀,而风机风量对其影响不明显。     

某高校主楼屋顶权杖结构抗风性能研究

为保障某高校主楼屋顶权杖结构的抗风安全性,对其进行了刚性模型风洞测力试验研究。分析了升、阻力系数及升、阻力矩系数随风速及风向角的变化规律。结果表明,升力系数均值在0附近,升力系数均方根均在0.1附近,而0°风向角下,阻力系数均值的变化范围为1.25~1.41,阻力矩系数均值在0.8附近;90°风向角下,阻力系数均值的变化范围为0.98~1.15,阻力矩系数均值在0.6附近。通过贴砂纸来改变表面粗糙度,探讨了表面粗糙度对横风向振动的影响,发现漩涡脱落频率和斯托罗哈数随着表面粗糙度的增加而减小,说明表面粗糙度会影响漩涡脱落规律,改变漩涡脱落频率,但是升力系数均方根随风速变化较小,未出现突然增大的现象,即未出现涡激共振。此外还研究了缠绕金属线对结构气动特性的影响,发现缠绕金属线对漩涡脱落频率、斯托罗哈数和升力系数均方根的影响不大,说明缠绕金属线没有改善结构气动性能。     

长仰拱栈桥在隧道施工中的应用分析

清凉山隧道在工期紧、断面大且要求步距达标的条件下,利用现有资源对仰拱栈桥进行自行设计,通过机构建模计算确定栈桥安全系数,按照已确定的加工尺寸自行加工。通过普通栈桥与长栈桥在人员配置、施工时间、施工效益等对比,确定长栈桥施工的可行性,并通过实践证明长栈桥在隧道施工中能成功应用的实例。     

钢结构输煤栈桥的防振设计

用结构分析软件SAP2000分析了某典型钢结构栈桥的动力特性,并对可能引起栈桥振动的原因进行了讨论,认为除了栈桥自身的特性外,皮带传输速度、托辊间距是影响栈桥振动的主要原因,同时在分析的基础上给出了控制栈桥振动的措施,即适当调整结构的刚度,从而使得结构的自振频率避开激励荷载的频率。     

箱梁内腹板高度对斜拉桥静风稳定性的影响

以某主跨1 400 m斜拉桥方案的中央开槽箱梁断面为研究对象,对该断面内侧上腹板高度对斜拉桥静风稳定性的影响展开研究。通过节段模型测力试验,获取了不同断面的三分力系数,然后通过三维非线性静风稳定性分析,获得了不同断面对应斜拉桥在-3°,0°和+3°攻角下的静风失稳临界风速以及主梁跨中位移随风速的变化曲线。研究结果表明:对于所有断面,+3°是静风失稳的最不利攻角;随着内侧上腹板高度的增大,最低静风失稳临界风速由122 m/s降到115 m/s。内侧上腹板高度对斜拉桥静风稳定性有显著的影响,在实际工程设计中,需加以考虑。     

如何评价和提高层流流型气流速度场的均匀性

在洁净工程设计中,由于考虑节能问题,在层流型洁净室的送风墙上,高效空气过滤器所占的面积,由大于80%下降到40%左右,因此,按常规的评价方法,在洁净室整个断面上,风速均匀率要达到小于±20%是很困难的。本文认为,在评价速度场风速均匀性时,不应简单地对整个洁净室断面上的风速进行评价,而应在与送风墙有效送风边界区相对应的断面上来进行评价。另外还认为断面速度场的均匀性不宜以断面平均风速与最大(最小)风速差的百分比来表示。本文还提出了几项提高断面速度场均匀性的具体技术措施。     

桥梁主梁风雨致静力试验研究

利用在大气边界层风洞中搭建的风雨联合作用试验系统,在不同风速和雨强组合作用下进行节段模型的静力三分力试验.通过分析不同雨强下节段模型的静力三分力系数,获取桥梁主梁断面在风雨联合作用下的静力特性.试验表明:随着雨强的增大,节段模型阻力系数增大,升力系数稍有变化,而扭矩系数基本不变,并进一步分析系数变化原因.     

工业输送栈桥振动特性测试及模态分析

为研究某水泥厂三号生产线30m长钢桁架输送栈桥的振动特性,对结构在皮带停止运转、皮带运转不输送物料以及皮带运转输送物料三种工作状态下进行了现场试验,测得该输送栈桥的自振频率,得到其频谱曲线。针对测试结果,采用有限元分析软件SAP 2000对上述钢桁架输送栈桥进行了模态分析,并得到其前4阶振型及自振频率。通过对比有限元分析得到的自振频率与现场实测得到的频谱曲线,分析不同工况下输送设备对栈桥振动的影响。     

考虑极值风速方向性的围护结构设计风荷载概率估计方法研究

对于围护结构的设计风荷载（一定重现期的极值风压）,目前工程上普遍采用最不利值方法进行估算,这类方法不符合概率统计意义。只有统筹考虑极值风速和极值风压系数的随机性、方向性及相关性才能给出较为准确的设计风荷载。为此,提出一种全面考虑极值风速和极值风压系数随机性和方向性的围护结构设计风荷载概率估计方法。首先,提出了极值风压计算所需的三个要素,即各风向的极值风速分布、Cook-Mayne极值风压系数和风向相关性;然后,通过极值风压的概率分布理论分析,给出一个以上述三要素为输入的计算过程简便实用的围护结构风荷载估算公式;最后,以上海地区一栋高层建筑为例,通过与工程上常用最不利值方法相比,验证了本文方法的精确性和实用性。     

Estimation of wind speed: A data-driven approach

A method for prediction of wind speed at a selected location based on the data collected at neighborhood locations is presented. The affinity of wind speeds measured at different locations is defined by Pearson’s correlation coefficient. Five turbines with similar wind conditions are selected among 30 wind turbines for in-depth analysis. The wind data from these turbines are used to predict wind speed at a selected location. A neural network ensemble is used to predict the value of wind speed at the turbine of interest. The models have been tested and the computational results are discussed. The results demonstrate that a higher Pearson’s correlation coefficient between the wind speeds measured at different turbines has produced better prediction accuracy for the same training and test scenario.     

动力敏感性结构风荷载全阶概率分析方法

高层建筑主体结构设计风荷载受来流风速的方向性影响较为明显,传统风荷载估算方法偏于保守。为此,提出一种考虑风向的风荷载全阶概率分析方法,基于可靠度理论将单风向的风荷载概率分布表达成风荷载效应系数极值和来流风速极值的概率分布函数。为了计入结构动力敏感性的影响,基于风洞试验获得的结构气动力数据,通过对结构动力响应分析,将风荷载效应系数极值的概率分布参数表达成来流风速的函数,进而结合各个风向的风荷载概率分布数据,给出了动力敏感性结构具有一定保证率的风荷载。最后,将所提方法的计算结果与蒙特卡洛模拟方法和传统方法的计算结果进行了详细对比。结果表明,本文方法计算结果与蒙特卡洛方法模拟结果吻合较好,传统的最不利荷载法和风向折减方法计算结果过于保守。     

台风 “鲇鱼”作用下厦门沿海某超高层建筑的风场和风压特性实测研究

为研究我国沿海地区超高层建筑的风场和风压特性,在2010年台风“鲇鱼”登陆前后对厦门沿海某超高层建筑的风场和建筑表面风压进行了同步监测。通过对实测风场和风压数据的深入分析表明：沿海地区超高层建筑风场的湍流度随风速增大变化平稳,阵风因子随湍流度的增大而增大;实测脉动风速功率谱密度与von Karman谱吻合较好;建筑各面内测点之间的瞬时风压、平均风压、平均风压系数和极值风压系数具有较强的相关性;实测平均风压和平均风压系数在迎风面较大,在背风面非常小;当风从角部吹向建筑时,随着风向角的变化,两迎风面的平均风压系数随着平均风速的增大变化规律相反;两背风面的平均风压系数随着平均风速的增大逐渐减小;迎风面的极值风压系数随着风向角的变化正负波动较大,背风面的极值风压系数分布较为均匀;迎风面的脉动风压系数较大且变化较大,背风面的脉动风压系数非常小且变化平稳;建筑各面的极值风压系数和脉动风压系数的幅值随着风速的增大逐渐减小。     

墙表换热系数与风速风向的关系

用实验测量了不同风速、风向下的温差和热流数据，给出了从实测温差和热流中提取表面换热系数的辨识方法，分析了风速、风向对墙体表面换热系数的影响，并最终得到了墙体表面换热系数随风速、风向变化的关系武。     

混凝土对流换热系数的风洞实验研究

提出混凝土表面对流换热系数的实验方案,试件的形式为圆管,从内部加热,安装在TJ-1风洞内,圆管的轴线与风向一致,风速调节范围为1m/s至25m/s,利用专门开发的实验控制系统全自动监控加热过程并自动记录数据。3个试件的实验结果有很好的一致性。实验结果表明,混凝土表面对流换热系数与风速、混凝土表面热辐射系数与温差之间均有很好的线性相关性。由实验结果回归分析得到混凝土表面受迫对流换热系数、混凝土表面热辐射系数、混凝土表面总热交换系数的计算公式,为混凝土结构温度效应分析中热工参数取值提供了依据。     

The Ken Anthony memorial fellowship

A previous approach, using extreme-value statistics for the wind speed and loading coefficient, is further developed so that statistics for dynamic pressure may be used in place of those for wind speed. This substitution linearises the method and produces a more elegant solution which is simpler to implement.     

Prediction of wind speed for the estimation of wind turbine power output from site climatological data using artificial neural network

In this paper, the wind speeds of Noupoort in the Western Cape region of South Africa are forecasted from the site climatological data using feed forward artificial neural network (ANN) with the back propagation training method. Different architectural designs are tested with different combinations of climatological data to obtain the most suitable ANN for predicting the wind speed of the site. The predicted wind speeds are compared with the actual measured wind speeds and the results are evaluated using mean absolute error (MAE), mean absolute percentage error (MAPE), root mean square error (RMSE) and correlation coefficient (R). Some of the key results show that combination of temperature, wind direction and time of the day (TEM?+?WD?+?T) could effectively predict wind speed of Noupoort. The forecasted wind speed shows a strong agreement with the measured wind speed with R, RMSE, MAPE and MAE of 0.96, 0.56, 6.64% and 0.44, respectively.     

考虑风速变异性的风致屋面覆盖物损失评估

屋面覆盖物在大风中容易遭到破坏,而屋面的破坏可能引起雨水渗透而导致房屋内部受到更大的损害。因此文章基于西安大略大学风洞试验数据提出一种在强风作用下屋面覆盖物风致损失的概率评估方法。首先简单介绍了风洞试验及试验数据的基本概况;然后利用Hermite多项式模型拟合每个测点的风压系数的概率密度分布;随后采用转换过程法估计相应的极值风压系数概率分布函数;最后以沥青瓦片为例,计算每块瓦片失效的概率及整个屋面覆盖物的损失率,包括不考虑风速变异性和考虑风速变异性的情况。     

风雨耦合作用下桥梁主梁静力三分力系数研究

针对风雨耦合作用下桥梁主梁的静力三分力变化问题,首先对降雨特性做了简要介绍,然后对降雨引起的空气密度改变、降雨对结构的冲击力及简化计算模型、结构表面积水厚度进行了分析。最后以4类典型主梁断面为例,进行了不同雨强下节段模型静力三分力测试。结果表明:降雨引起空气密度改变很小,即使雨强达到300 mm·h^-1,改变量不超过1%;雨强达到上述超强暴雨时,结构竖向冲击力仅为0.67 Pa,同样雨强且风速为50 m·s^-1时,水平冲击力约为100 Pa,占同等风速下纯风作用力的6.5%,而且其随风速的增长率要远小于风作用力的增长率;随着雨强的增大,主梁升力系数明显减小,小风时可达到无雨时的数倍,扭矩系数无规律变化,阻力系数有所增大但比例十分有限;随着风速增大,降雨的影响会相对弱化;试验结果验证了通过质量加权平均简化后的雨滴冲击力计算公式的正确性。