两串列方柱局部脉动风压干扰研究: 第1部分 迎风面效应

对两个串列方柱在0°风向角下进行了其中之一的受扰方柱风压测量的风洞试验。根据试验结果,分析了施扰模型高度和位置变化对受扰方柱局部脉动风压的影响。结果显示,当施扰模型和受扰方柱等高时,随着间距比的增大,受扰方柱迎风面脉动风压增大,特殊的情况是在间距比小于4时,迎风面棱边和接近屋顶的部位脉动风压显著放大而中间部位其值则减小;当施扰模型位置固定时,随着高度比的增大,受扰方柱迎风面棱边和屋顶角部脉动风压相应增大,而迎风面中间部位则先增大后减小。     

超高层建筑实测风压相干性的小波分析

在结构的顺风向动力响应计算中,高层建筑上任意两点风压的空间相关性信息是必需的。风压全尺度实测是分析建筑物风压相干性的必要途径,而小波变换为非平稳风压间的相干性分析提供了有力的工具。为了获得超高层建筑风压的相干性信息,针对一超高层建筑进行了强风下的风压现场实测,基于小波变换分别进行了风压间小波相干和考虑伪相干的小波相干分析,对各测点之间风压的相关性与依据经验公式计算的风速相关性进行了比较。比较结果表明,在低频区域,任意两点脉动风速的相干性高于脉动风压的相干性;反之亦然。     

超高层双塔建筑体型系数风洞试验研究

超高层建筑表面的风压分布对建筑表面围护结构的安全使用有重要影响。据某超高层建筑的刚性模型风洞测压试验,研究了超高层建筑周围在有、无干扰建筑的情况下,表面的风压分布特性以及一些特殊测点在不同风向角的情况下风压的变化规律。结果表明：当来流风向与平面垂直时,平面上的测点取到最大正压,当来流风向与平面平行时,平面上测点往往负压最大;环境建筑对该高层建筑侧风面的风压影响较大,但风压的分布趋势不变,不同在于会放大局部风压,尤其是建筑中部。为其结构设计提出一些建议。     

强风作用下超高层建筑风场特性的实测研究

为了获取在强风作用下超高层建筑的风场特性,基于风压测试基本原理,本文设计出了新型风压传感器。针对一超高层建筑设计了风场实测的实施方案,获得了超高层建筑顶部的风速风向纪录,记录了墙面六个测点的风压时程。基于高空风速风压同步实测结果,分别对实测场地的风速风向特征及墙面风压特征进行了分析。结果表明,特殊地形条件下的风速脉动不完全符合典型的风速谱,而且其概率密度函数有可能不符合高斯分布;在这种情况下的墙面风压也呈现出不同程度的非高斯特征,尤其是在分离流区域;脉动风压的空间相关性与风洞试验研究的结果具有相同的规律。     

气动弹性效应对超高层建筑横风向动力干扰效应的影响

基于一系列方形截面超高层建筑气动弹性模型测振风洞试验和刚性模型高频天平测力风洞试验,分析了不同折减风速下外形相同的另一个邻近超高层建筑对目标建筑的横风向风致响应的干扰效应,探讨了气动弹性效应对不同折减风速下的干扰因子和一定风速范围内包络干扰因子的影响.结合典型工况下气动阻尼比和加速度响应均方根值随折减风速的变化曲线讨论...     

矩形平面超高层建筑横风向气动力谱的神经网络预测

在超高层建筑抗风设计中常发生当平面深宽比较大时,荷载规范建议的横风向风荷载过于保守而高估建筑风荷载和风振响应的现象。利用高频底座测力天平技术,分别在B,C两类风场中对10种不同深宽比（D/B）的矩形平面超高层建筑模型进行风洞试验。采用遗传算法（GA）和误差反向传播（BP）神经网络相结合的方法（GA-BP）对试验得到的横风向气动力谱进行建模研究。用GA对BP神经网络的初始权值和阈值进行寻优,找到最优参数后,再赋值于BP神经网络训练求解问题,并运用k折交叉验证法进行仿真验证,最终获得精度明显高于BP模型的结构横风向气动力谱预测模型,显示GA-BP神经网络横风向气动力模型收敛速度快、泛化能力强。采用本文模型进行预测并和试验数据对比,结果显示,基于GA-BP的气动力模型能够很好地预测未参与建模的横风向气动力谱,采用本文模型和原始风洞数据计算的结构横风向风荷载和风致响应具有很好的一致性,但在较大深宽比时均显著小于现行规范方法结果,显示规范方法结果偏于保守。     

均匀流中矩形高层建筑脉动风压的阻塞效应试验研究

对阻塞度为4.1%、6.1%、8.4%和10.1%的CAARC高层建筑标准模型在均匀风场中分别进行了测压试验,对比了各模型表面测点风压系数的根方差、功率谱、空间相关性和相干性,总结了矩形单体高层建筑脉动风压阻塞效应的主要规律,并从流场方面来解释。阻塞效应对模型绕流和尾流产生约束,改变了旋涡脱落形式,影响了建筑表面易产生分离、涡脱处的根方差脉动风压系数;建筑表面风压系数的功率谱、空间相关性和相干性也发生变化。     

复杂周边环境下超高层建筑的强风动力响应特性

对处于强风地区复杂周边环境下的某方形截面超高层建筑分别进行了刚性模型测压试验和高频天平测力试验。基于测压试验得到的结构表面的风压分布,采用随机振动理论,进行了风致振动响应计算,结果表明其上下一致的方形截面导致漩涡脱落强烈,强风下横风向涡激响应非常显著,值得重视。在高频天平测力试验得到的基底弯矩谱上同样可以看到在涡脱频率附近的显著峰值。基于基底弯矩谱试验值同样计算了结构的风致振动响应,其结果与基于刚性模型测压试验计算的各响应非常接近,从而验证了2 种试验方法的可靠性。     

典型体育馆屋盖表面平均风压特性及干扰效应风洞试验研究

为了满足沈阳市铁西新区体育馆的抗风安全需要,进行了表面风压分布特性风洞实验研究。详细介绍了试验所采用的主要技术参数和基本的数据处理方法;对比研究了在有、无临近建筑物干扰情况下的体育馆屋盖表面风压分布的等值线图和结构典型测点在不同风向角下的风压变化规律。结果表明,当施扰建筑位于上游时能减小风对体育馆屋盖的升力作用,在平行位置将增加对屋盖的升力作用,在下游时可减少对屋盖的升力作用。     

超高层建筑脉动风速时程的数值模拟研究

风荷载是超高层建筑设计的主要荷载之一,而且风振时域分析可以更全面地了解超高层建筑风振响应特性,更直观地反映超高层建筑风致振动控制的有效性.因此,使用谱解法(Spectral Representation Method,SRM)模拟超高层建筑的风速时程.首先,考虑超高层建筑风速时程的时间和空间相关性,导出了使用SRM-fast Fourier transform(FFT)模拟超高层建筑五点脉动风速时程的显示理论表达式,指出了单边风速功率谱与双边风速功率谱在系数选取上的差别,这方面国外学者基本都是应用双边风速功率谱.接着,基于超高层建筑五点脉动风速时程的显示理论表达式,模拟了一幢高度为200m超高层建筑上20个点的风速时程.最后,通过比较模拟自相关函数和互相关函数与目标自相关函数和互相关函数的吻合程度,验证了SRM-FFT模拟超高层建筑上任意点数脉动风速时程的可行性.     

氮气压力对多孔氮化硅陶瓷显微组织和力学性能的影响

以α-Si₃N₄为原料, Y₂O₃为烧结助剂, 在三种不同的氮气压力(0.12、0.32和0.52 MPa)下烧结制备了多孔氮化硅陶瓷。研究了氮气压力对氮化硅的烧结行为、显微组织和力学性能的影响, 分别通过SEM观察显微组织并统计晶粒的长径比, 通过XRD对物相进行分析, 并对烧结试样进行三点弯曲强度测试。随着氮气压力的提高, 多孔陶瓷的线收缩率降低、气孔率提高, 这是由于低熔点的液相中N含量随氮气压力的提升而增加, 导致了液相粘度提高, 抑制陶瓷致密化。随着氮气压力的提高, 组织中的棒状β-Si₃N₄生长良好, 晶粒长径比增大, 其原因是高的液相粘度抑制了β-Si₃N₄形核, 有利于β-Si₃N₄生长。由于β-Si₃N₄棒状晶的作用, 陶瓷弯曲强度随氮气压力的升高得到改善, 但是气孔率的升高降低陶瓷的强度。在0.52 MPa的氮气压力下烧结的多孔陶瓷气孔率达58%, 弯曲强度为140 MPa。     

风洞分布测压试验校准技术发展现状

调研了目前国内外表面压力分布测试试验校准技术,分别总结了风洞试验中稳态压力分布和脉动压力分布的测试及校准现状。选取分布测压技术中具有代表性的压力扫描阀及压敏漆(PSP)测试校准技术展开论述,介绍了包括校准原理、试验流程及校准溯源链等校准试验的关键要素。通过对比国内外风洞测压试验校准技术现状,分析了我国测压校准体系存在的问题及相关解决方法,提出了我国风洞压力分布测试校准技术的发展方向。     

提高膜片式F-P腔光纤压力传感器灵敏度的试验研究

膜片式F-P腔光纤压力传感器是基于法布里-珀罗干涉原理,采用微电子机械系统(MEMS)技术加工而成。在实际应用中,不同的测试环境对传感器灵敏度的要求各不相同,如果针对不同灵敏度,分别采用MEMS工艺批量化生产,则会造成生产成本过高,经济化效益降低。本文利用湿法腐蚀的方法对传感器进行膜片减薄试验,在一定范围内提高了传感器的压力灵敏度,从而满足了不同的测试需求。膜片减薄后,传感器的灵敏度可达34.2 nm/kPa,压力标定曲线的线性度为0.9997,传感器的非线性误差为0.05%,能够实现0~120 kPa(绝压)范围内压力的准确测量。     

高层建筑风致动力干扰效应机理的试验研究

在风洞中用高频动态天平研究了两个高层建筑间的风致干扰效应，通过分析上游拖扰模型的尾流和动态天平试验中受扰模型的基底弯矩谱，得到了上游建筑的旋涡脱落，上游建筑对受扰建筑自身涡脱特性的影响以及上游建筑尾流中紊流的增强这三种基因是建筑物风致动力干扰效应的机理，最后分析了风场对动力干扰效应的影响。     

风对隔震建筑物居住舒适度的影响

在时域上通过数值模拟分析,研究了顺风向和横风向脉动风荷载对基础隔震建筑物居住舒适度的影响。隔震系统包括叠层橡胶隔震器和铅阻尼器,叠层橡胶隔震器采用退化滞回模型进行分析,铅阻尼器则运用双线形模型分析其恢复力。基于脉动风速的多点自咽归模拟方法,根据功率谱函数和空间相关特性模拟脉动风力时程曲线。通过实例,研究了隔震建筑物风振响应特性,讨论了相关参数对振动特性的影响,为脉动风载下隔震建筑物的居住舒适度分析与计算提供了一个有效方法。     

高层建筑风振控制基于规范的实用设计方法

在建立了设置被动减振装置的高层建筑风振控制效果结构等效阻尼比计算公式的基础上,依据《建筑结构荷载规范》和高层建筑结构设计规程提出了设置被动减振装置高层建筑风振控制基于规范的实用设计方法。应用本文方法对设置矩形ＴＬＤ的上海中环广场超高层建筑的计算结果表明：本文方法具有简单、直观,且可与常规的结构抗风设计结果进行直接比较的特点,是风振控制规范化的一种设计方法,完全可为广大结构工程师所接受。     

胶印印刷压力对油墨转移性能的影响

目的研究不同印刷压力下CMYK四色油墨的油墨转移率的变化趋势。方法采用控制变量法对胶印印刷压力和油墨转移之间的关系进行深入研究,运用IGT C1-5印刷适性仪印刷胶版纸,印刷速度相同,在不同的印刷压力下进行实验。结果得到了CMYK 4种油墨不同印刷压力下在胶版纸上印刷的油墨转移率数据,利用Matlab软件对所得数据进行拟合,得到了印刷压力与油墨转移率的关系曲线和方程。结论油墨转移率随印刷压力的增加而显著增大,在胶版纸上印刷压力达到450 N左右时,油墨转移率最大,随后油墨转移率随着印刷压力的增加而降低。经软件分析油墨转移率和印刷压力呈五次曲线关系。     

草帽型大跨空间结构的风压数值模拟与关键参数影响分析

基于计算流体动力学（CFD）和SST k-ε湍流模型,运用FLUENT软件针对草帽型大跨空间结构表面风压及其规律进行数值模拟和分析比较,运用典型算例分析对比模拟结果与既有文献结果,以验证数值模拟的可信性。系统性研究了结构高跨比等关键参数对草帽型空间结构表面不同部位风压分布的影响。