酒杯型输电铁塔曲臂风荷载风洞试验研究

酒杯塔是1 000 k V特高压输电线路工程中的常用塔型,设计时曲臂风荷载计算存在使用模型不统一的问题,而目前还没有针对曲臂风荷载的专门研究。完成了15 m/s和20 m/s来流风速下酒杯型输电铁塔曲臂模型的风洞试验,得到了11种风向角下的风轴和体轴平均阻力系数,获得了曲臂模型迎风面、背风面体型系数和背风面风荷载降低系数η,分析了酒杯型输电铁塔曲臂角度风荷载系数和有效投影面积,将试验确定的曲臂风荷载计算参数与国内外规范值进行了对比分析,提出了酒杯型输电铁塔曲臂角度风荷载的设计建议。按中国规范"塔身"模型计算曲臂风荷载满足安全要求,风向角为90°时曲臂风整体风荷载取值偏于保守;风向角为45°、60°和90°时,按中国规范"横担"模型计算的曲臂风荷载远低于风洞试验值,将低估曲臂风荷载并使结构抗风设计存在安全隐患。     

不同风倾角下典型等边角钢静风力风洞试验研究

角钢作为格构式结构的基本组成部分,其风力系数的精度将直接影响结构整体风力系数取值的准确性。通过刚性模型高频动态天平测力风洞试验,测量了随倾角和风向角变化的典型三维等边角钢的静风力。研究表明：倾斜安装角钢的阻力系数、升力系数与垂直安装相比,随风向变化趋势类似,但在某些风向角下数值明显降低;不同风倾角(β=30°～50°)时风力系数(C_D,C_L,C_M)随风向变化能够较好地吻合,即风倾角的变化对风力系数值影响不明显。角钢垂直安装时,静力折算高度随风向在(0.4～0.6)倍总高附近变化,角钢对于来流前倾安装后,静力折算高度随风向的波动增大明显;此外,根据试验结果分别给出了角钢垂直安装和倾斜安装情况下角度风荷载系数、升力系数的建议公式,并对相关参数进行了拟合。     

多回路高压输电塔典型横担结构风力系数风洞试验研究

应用高频测力天平技术,对多回路高压输电塔典型横担模型进行了不同紊流度下的风洞试验,研究了其风力特性。结果表明风场对横担结构的平均风力系数影响较小,静风力主要以顺风向风力为主,而顺、横风向和扭矩向脉动风力值都较大,不能忽略。横担阻力系数0°风向附近取值最大,随风向基本呈单调递减趋势。通过对比不同模型升力系数可以发现,升力系数取值与横担的长度有关,横担越长,横风向升力系数越大。不同规范中给出阻力系数与本文试验结果较为接近,但需要注意的是,相关格构式结构规范均未考虑横、扭风向风力对结构的影响。通过相关性分析可以看到,横担基底剪力与扭矩相关性很小,风场对相关性有一定的影响。     

180 m高三管集束式钢烟囱风荷载特性风洞试验研究

为系统研究180 m 三管集束式钢烟囱风荷载分布模式和时变特性,以国内某在建180 m 高三管集束式钢烟囱为研究对象,通过同步刚体测压风洞试验,得到了不同风向角下三管集束式钢烟囱各排烟筒表面平均与脉动风荷载.在此基础上,对比分析了典型风向角下三个排烟筒表面平均风压、脉动风压、升/阻力系数和整体平均体型系数的分布规律,并...     

新旧规范中风荷载取值变化

本文介绍风荷载新老结构规范(高层规程、荷载规范)的中条文及各计算参数取值变化.最后介绍顺风向、横风向风振顶点最大加速度的计算方法.     

高压输电铁塔塔身背风面风荷载遮挡效应研究

对比分析了现行国内外关于输电铁塔背风面风荷载降低系数η取值规定的规范,考虑挡风系数、宽高比等参数影响,分别设计了角钢、钢管、钢管与角钢组合输电铁塔塔身模型并进行风洞试验,获得了不同模型迎风面、背风面的体型系数和背风面风荷载降低系数η,分析了背风面风荷载降低系数随挡风系数和高宽比的变化规律。结合CFD分析和风洞试验结果,确定了钢管断面结构和角钢断面结构背风面遮挡效应的差异,挡风系数和宽高比相近时,角钢塔身与钢管塔身η值最大相差29.1%。对于角钢塔身和钢管与角钢组合塔身,背风面风荷载降低系数η试验值分别比中国规范计算值低23.3%~34.2%和6.9%~10.9%;钢管塔身试验值与中国规范计算值较为接近。     

基于偏心风荷载分布模型的柔性支撑索分配系数研究

为获得柔性太阳能光伏支架支撑索风荷载分配系数,通过刚性模型测压风洞试验获取光伏组件表面体型系数分布规律,基于偏心风荷载分布模型计算分配到支撑索的力。结果表明:小倾角光伏组件极值风荷载发生在0°、30°、150°或180°风向角,单排中间区域光伏组件风荷载较大;组件表面风荷载分布规律沿风向表现明显的梯度,且迎风端所受风荷载大于背风端;板长方向偏心距大于宽度方向,基于风荷载不均匀分布特性提出柔性支撑光伏组件偏心距风荷载分布模型,给出偏心距风荷载分布模型体型系数和偏心距取值建议,并提出了柔性光伏支架上、下支撑索风荷载分配系数取值建议,为柔性太阳能光伏支架抗风设计提供依据。     

500kV 单回路输电塔塔头风荷载计算模型研究

根据高频底座天平测力风洞试验,得到典型500kV 单回路输电塔塔头结构风力系数的平均值和根方差值,给出了极值风力下塔头结构顺风向、横风向基底剪力和基底扭矩的功率谱。在此基础上,采用最小二乘法拟合,建立了输电塔塔头结构风荷载的计算模型,其结果不仅可以用于格构式输电塔频域计算,还可以为相关规范的修订提供参考。     

蝶形防风网的体型系数和角度风分配系数

针对蝶形防风网的风荷载采用天平测力风洞试验方法进行研究,获得不同风向角两种密实度防风网的气动力系数,分析单体和有周围防风网干扰下气动力系数的差异,并将气动力系数与各国规范及文献结果进行对比,最后给出了蝶形防风网的体型系数和角度风分配系数的建议值。研究表明：蝶形防风网气动力系数的雷诺数效应不显著;对于70%密实度的防风网,单体情况下正面风吹的体型系数大于背面风吹,而有周围防风网干扰情况下规律则相反,其原因为有周围防风网干扰情况下背面风吹的兜风效应更显著;防风网体型系数的试验值与AS/NZS规范非常接近;60%和70%密实度防风网体型系数的建议值分别为1.06和1.10,垂直网面的角度风分配系数建议采用风向角的余弦值。     

幕墙穿孔金属面板及其背衬板的风荷载调整系数和计算方法研究

幕墙穿孔金属面板及其背衬板的风荷载取值，以及穿孔板本身变形、应力的计算方法，在现行设计规范中尚无规定。该文完成了三组共计11个工况的风洞试验研究；分析得到了穿孔率、风速、风向角、背衬板间距对穿孔单板、前面板、背衬板所受风荷载大小的影响规律；提出了在现行规范风荷载标准值计算公式基础上乘以多个调整系数的方法，用以计算幕墙穿孔金属板及其背衬板所受的风荷载值，并给出了调整系数的取值或计算公式；完成了144个穿孔金属板的有限元分析，揭示了穿孔率、长宽比、荷载大小对穿孔金属薄板变形值、应力值的影响规律；基于现行规范对非穿孔金属薄板大挠度变形值、应力值的计算方法，提出了用于计算不同穿孔率金属薄板变形值和应力值的调整系数。     

四分裂导线上风荷载变化规律研究

该文采用数值方法,对四分裂导线上风荷载进行了计算,分析了导线相对位置、风速、风向角和直径等因素对导向上的升力系数和拖曳阻力系数的影响。结果表明,当导线上下运动时,导线上的升力和阻力系数呈对称分布,距离越远,阻力系数越大,升力系数越小;导线水平距离变化时,水平距离增大,升力系数减小;当导线发生转动,转角为30°时,升力系数和阻力系数存在一个最小值;随着直径和风速的增大,导线的升力和阻力系数均增大。最后将计算结果与实验结果对比,验证了该文计算结果的可靠性。该研究结果可以为工程应用提供理论参考。     

公路风屏障流场特性及自身风荷载的足尺模型风洞试验研究

为探究公路风屏障后方流场分布特性及自身风荷载,针对6种不同板形,通过足尺节段模型风洞试验测试了各风屏障后方不同车道处的流场分布及距离地面不同高度处障条的风荷载,在此基础上对比分析屏障孔隙尺寸和开孔形式对其后方流场分布的影响,求得了不同风屏障整体的阻力系数、力矩系数以及风速折减系数。研究结果表明,孔隙尺寸对风屏障后方流场影响较为有限,开孔形式对屏障前方流场影响较为有限,但是对其后方的流场分布影响较为明显。由于受到盖梁的影响,位于最顶部的障条阻力系数较其他位置处障条阻力系数偏低。屏障整体风荷载系数可为日后该类风屏障设计提供一定的参考。     

超大型冷却塔风荷载特性风洞试验研究

对某超大型冷却塔进行同步测压风洞试验获得内、外表面的脉动风压分布。在外压测试中,改变外表面粗糙度和调整风速等措施,较好地实现了冷却塔大缩尺比模型对表面绕流高雷诺数效应的模拟;采用热线风速仪对冷却塔尾流进行测试,验证了由冷却塔整体气动力时程频谱函数确定涡脱频率方法的合理性;分析了环向断面阻力系数沿塔高的分布规律,在考虑相关性的基础上建议了冷却塔环向外表面的风压极值分布拟合曲线。在内压测试中,比较多种填料层透风率对于内压影响的基础上,采用相关性分析方法确定了内压极值分布规律。     

桥上孔隙式风屏障缩尺模型模拟方法的风洞试验

为了明确孔隙式风屏障缩尺模型的模拟方法,针对铁路桥上设置透风率为30%、高度为2.05m风屏障情况,通过风洞试验测试了不同开孔形式风屏障作用下车辆的气动力系数,分析了风屏障的孔径和开孔形状对车辆气动特性的影响,讨论了圆孔形风屏障与纵条形风屏障的相似性。结果表明,在1∶20的缩尺模型中,风屏障的孔径可取8mm~12mm;透风率相同时,风屏障的开孔形式对迎风侧车辆有一定的影响;纵条形风屏障的间隙数不低于10个时,与设置8mm圆孔形风屏障时的车辆气动特性较为接近,结果可为风屏障的缩尺模型风洞试验和数值模拟提供参考。     

斜拉索风雨振气动抑振措施的参数优化

本文通过风洞试验,研究了斜拉索空间位置、降雨量、风速等对斜拉索风雨振的影响,选定了振动最大时的参数,研究了作为气动抑振措施的螺旋线直径和缠绕间距两个参数对抑振效果的影响,并研究了附加不同参数螺旋线时斜拉索的气动阻力系数随雷诺数的变化规律,发现针对本研究选定的直径155mm的斜拉索,斜拉索的水平角35°、竖向角25°、较小的降雨强度（10mm/h）、特定的风速范围（无量纲风速60~100）下发生的振动最为激烈;在选定螺旋线间距的情况下,随着螺旋线直径的增大,其抑振效果趋于显著;在选定螺旋线直径的情况下,随着螺旋线间距的减小,其抑振效果趋于显著;附加螺旋线斜拉索的气动阻力系数随螺旋线直径的增大或螺旋线缠绕间距的减小而增大。在超临界雷诺数区域,附加螺旋线时的阻力系数均大于无螺旋线时的阻力系数。提出了优化的螺旋线设计原则。     

某大跨度公铁两用桁架斜拉桥车桥系统三分力系数风洞试验研究

为研究复杂交通状态下车桥系统的气动特性,对某大跨度公铁两用桁架斜拉桥进行了节段模型风洞试验。测试了不同风攻角下单列车、两列车、三列车通过时车桥系统的三分力。研究了线路位置、桥塔、公路车流、双车及三车交会对车辆和桁梁三分力系数的影响。结果表明:当单列车从迎风侧线路向背风侧线路移动时,车辆和桁梁的阻力系数逐渐减小,但车辆的升力系数及桁梁的力矩系数在背风侧轨道达到最大;当列车通过桥塔,受遮挡车辆的平均表面风压会显著减小,当其位于迎风侧轨道时影响最明显,但在靠近桥塔边缘处的表面风压波动较为剧烈;双车交会时,车辆的阻力和升力系数随交会间距的增大而增大;三车交会时,位于迎风侧列车后方的车辆阻力和升力系数显著下降,中间车的升力系数最小且阻力系数为负数;随着桥上列车数量的增加,桁梁的阻力和升力系数逐渐增大,而力矩系数基本保持不变。     

不同参数影响下球面网壳表面风压系数分布规律研究

大跨度球面网壳在其风工程分析中包含了风的分离、再附着等最复杂部分,曲面表面风压系数的分布变得异常复杂。针对风压系数分布问题利用FLUENT 和计算流体力学(CFD)技术,在选用SST k-w 湍流物理模型的基础上,改变球面网壳矢跨比、球面网壳高度、风速、风向攻角及球面网壳半径等不同参数,计算分析了球面网壳表面风压系数的变化规律。为快速准确的得出网壳表面风压系数,提出了风压系数分布的二维几何平面拟合方法并得出拟合公式。最后将公式应用到已有的风洞实验结果,得到其风压分布趋势和实验结果基本相符。     

多因素作用下小区风环境风洞试验研究

风环境风洞试验由于受到试验尺寸与试验设备的限制,很难获取高精度详尽的小区风场分布,加之我国对小区风环境研究还相对滞后,较大程度阻碍了当前绿色城市的发展.该文以长沙通用时代国际社区为研究背景,利用10 m(宽)×3 m(高)×21.0 m(长)大尺寸风洞,对不同来流形式、风速大小,有无高耸建筑与植被等因素影响下的小区风环...     

双幅桥面桥梁三分力系数的气动干扰效应研究

双幅桥面桥梁在风的作用下,上下游两桥面之间会产生气动干扰效应。分别采用测力法和测压法对某双幅桥面桥梁三分力系数的气动干扰效应进行了一系列的节段模型风洞试验研究。结果表明:双幅桥面阻力系数的气动干扰效应不容忽视。与单幅桥面相比,下游桥面的阻力系数降低较多,上游桥面的阻力系数略有降低。上下游桥面升力系数和升力矩系数的气动干扰效应不明显。