矩形高层建筑顺风向脉动风荷载空间相关性

为研究风场类别、结构特征尺寸及竖向间距等因素对矩形高层建筑顺风向脉动风荷载空间相关性的影响,采用矩形刚性模型表面压力同步测量试验,对顺风向脉动风荷载及脉动风速相干函数空间分布特性进行研究,对矩形模型表面脉动风荷载与脉动风速、迎风面与背风面脉动风压的相关性进行对比分析.根据试验结果,对传统脉动风速相干函数模型进行改进,提出了可计及风场类别、结构迎风面宽度及竖向间距等流场和结构参数的矩形建筑顺风向脉动风荷载相干函数表达式.结果表明:顺风向脉动风荷载的相关性要明显强于脉动风,当矩形断面长边迎风时,迎风面脉动风压相关性低于断面整体风荷载的相关性,背风面脉动风压的弱相关性在间距较小时并不能完全忽略,采用传统脉动风速相干函数模型可能导致脉动风荷载取值偏不安全.     

高层建筑脉动风荷载时程模拟的AR模型方法

研究了脉动风速和脉动风压的概率统计表达方法，给出了有着公式。采用时间序列分析中ＡＲ模型方法实现了考虑空间相关性影响的高层建筑水平脉动风压时程模拟，计算简洁高效。给出了应用实例，结果合理。     

坝陵河峡谷脉动风特性实测研究

利用现场实测方法对坝陵河大桥桥址区峡谷地貌的自然风紊流风特性进行研究,经过对实测数据的统计分析,得到峡谷处的阵风因子、紊流强度、紊流积分尺度以及紊流功率谱函数等强风特性.分析结果表明:峡谷地貌的自然紊流风的阵风因子、紊流强度都要高于平原地貌的值;顺风向、水平横风向和竖向脉动风速沿顺风向x轴的积分尺度的平均值分别为158m、94m和42m;对于顺风向脉动风速谱,Simiu经验公式在低频区高于根据实测数据拟合的结果,而在高频区则要明显小于拟合结果;对于水平横风向脉动风速谱和竖向脉动风速谱,Simiu建议的经验公式以及Panofsk经验公式在整体上要小于拟合结果.     

某火车站站台雨棚结构风振系数计算

对某火车站站台雨棚结构风荷载进行了数值研究,建立了火车站站台雨棚有限元模型,依据风速功率谱通过数值模拟得到雨棚表面测点风速时程及风压时程,对脉动风作用下的雨棚结构进行了风振反应时程分析,根据分析结果确定结构风振系数,为结构设计中风荷载计算提供依据.     

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.     

大跨度屋盖风振计算的软件实现

大跨度屋盖结构的荷载风振系数和风压计算具有庞大的工作量．本文综合考虑水平风和竖向风的作用，应用频域法对屋盖结构风振特性进行了分析，编制了可以与结构有限元计算软件衔接的考虑多阶模态组合的风振风压计算软件．经实例分析验证，大大提高了设计的效率和精度，效果良好。     

雷暴冲击风作用下高耸输电塔风振响应

基于考虑雷暴移动的冲击风风场模型,将非稳态高斯过程的冲击风脉动风速表达为稳态高斯过程和调幅函数的乘积,联合运用FFT算法和谐波叠加法模拟了冲击风水平方向脉动风速.通过风洞试验得到输电塔风载体型系数.采用准定常假设,并考虑到风向不断随雷暴的移动而改变,提出了作用于输电塔的雷暴移动冲击风风荷载模型.采用Runge Kutta法分析了输电塔在冲击风荷载下的风振响应.针对冲击风过程的非稳态特性,采用多样本统计方法定量分析了输电塔响应动力放大作用,着重探讨了不同尺度的冲击风对输电塔风致响应的变化规律.冲击风尺度变化对输电塔响应影响较大,但对动力放大系数影响不明显.当冲击风的最大风速为60 m/s时,位移动力放大系数为1.4左右.     

体育场月牙形大跨悬挑屋盖风荷载特性

风荷载是大跨悬挑屋盖的主要控制性载荷,本文以灵武体育中心为例,采用同步测压风洞试验技术,对体育场中最常采用的双侧布置的月牙形大跨悬挑屋盖平均风压、脉动风压、极值风压分布进行了研究,为该类结构的抗风设计提供参考.试验结果表明:不同风向角下,由于月牙形悬挑屋盖倾角的变化,来流在屋盖表面形成不同的特征湍流;对于屋盖整体而言,平均风荷载、脉动风荷载随风向角变化均匀,处于来流下游的悬挑屋盖平均风荷载、脉动风荷载均较处于来流上游的悬挑屋盖大.悬挑屋盖上表面极值风压数值普遍大于下表面,且变化更为剧烈.     

中、美、澳荷载规范关于脉动风特征的规定，

结合中国、美国、澳大利亚三国规范中的相关规定,对脉动风湍流强度、湍流积分长度以及脉动风速功率谱进行了比较。对比分析表明：由中国规范推导出的湍流强度远远小于美国、澳大利亚规范的相关规定;中国规范选取的湍流积分长度不随高度变化,而美国、澳大利亚规范选取的湍流积分长度随高度的增加而增加,在相同高度处,中国规范所选取的湍流积分长度值介于美国、澳大利亚规范之间;在一般建筑物自振频率范围内,中国规范所采用的脉动风速功率谱谱值比美国、澳大利亚规范规定的谱值大。     

多国规范城市地貌风特性关键参数的对比研究

对中、美、日现行荷载规范的城市地貌风特性开展了对比研究。分析了平均时距、地面粗糙度系数、梯度风高度的取值原则,研究了3种规范给定的湍流强度、湍流积分尺度及脉动风速谱经验公式的差异。基于实测结果评估了风特性关键参数的准确性。结果表明,3种规范规定的地面粗糙度系数及梯度风高度均小于实测结果,美国规范预估的湍流强度与实测值最为接近,日本规范的湍流积分尺度及脉动风速谱经验模型与实测结果符合较好,研究结果将为城市地区建筑结构的抗风设计提供技术参考。     

悬索结构风振系数计算

本文利用改进的随机振动离散分析方法计算悬索体系在风荷作用下的方差响应，并由之定义其风振系数，最后对一椭圆形双曲抛物面索网体系进行了数值分析，给出了位移风振系数。     

提高同步电动机运行效率的一种励磁方案

介绍了一种使用步电动机在发生变化时输入功率因数保持近于１并且负载角也保持接近于零的附加交轴励磁控制方案，这种方案通过对一只附加的交轴绕组进行励磁，使其产生的感应电势抵消电动机的同步电抗压降。文中提出实现这一方案的两种控制方法并给出了具体的控制电路以及输入功率因数对照电枢电流的特性实验曲线。     

典型超高层建筑横风向气动力谱的构成分析

通过风洞试验得到典型超高层建筑的横风向脉动风荷载分布,将横风向脉动风荷载作用分解为横向紊流及旋涡脱落2种作用机理的共同作用,分析了横风向气动力谱的构成成分,并将分析结果与高频动态测力天平的结果进行了对比研究．结果表明:横向紊流对横风向气动力谱的贡献较小,而旋涡脱落激励对总横风向气动力谱的贡献较大;在不同风场中这些贡献量会发生改变．根据同步测压试验分解横风向气动力谱的方法可以清楚地解释超高层建筑横风向气动力谱的构成成分．     

建筑结构在风与地震作用下的时滞补偿主动控制算法

时滞导致控制力的不同步实施，不仅降低控制系统的性能，而且会使动力系统不稳定，针对这个实际问题，本文提出一种时滞补偿控制算法。控制律采用基于ｙａｐｕｎｏｖ稳定准则的离散瞬时最优控制律。利用卡尔曼最优滤波作状态估计，对状态变量向前作一步最优预测。导出了适用于离散瞬时最优闭环时滞补偿控制算法理论公式。     

超大型冷却塔结构风振与地震作用影响比较

超大型冷却塔属于典型风及地震敏感结构,随着塔高的日益增大这两种作用成为设计的控制因素,为了研究这两种作用在不同部位的控制程度,对某超大型冷却塔进行风洞刚体测压和气弹测振试验,通过加载试验获得的塔筒表面风压分布模式和风振系数进行风载作用下结构响应计算,和冷却塔在七度地震作用下的响应进行比较.对比结果表明:环基和塔筒响应完全受风振控制,其在风载作用下的内力数值远大于地震作用下的数值,其中子午向和环向内力从塔底到塔顶逐渐变小,子午向和环向弯矩最大值均出现在塔筒的中部区域.两者对于人字柱的内力影响相差较小,和自重作用共同控制人字柱响应;采用振型分解法计算结构响应需要考虑前300阶的振型影响,而对于风振作用的频域分析只需考虑前30阶模态数即可满足.     

风电叶片疲劳加载激振系统解耦控制算法及试验研究

风电叶片逐渐向大型化方向发展,为了提高大型风电叶片疲劳试验的激振能力、缩短测试周期,两激振源联振已成为疲劳测试方法中具有前景的发展方向。首先进行两激振源的耦合特性试验,设计了激振源转速、相位和叶片振幅的测试方案。当2个激振源初始转速设定为35 r/min时,风电叶片在该激振源作用下进行试验,得出2个激振源转速差在±5 r/min范围内波动、相位也存在耦合现象,叶片振幅变化絮乱。为了提高两激振源的同步效果,在分析现有控制策略的基础上,采用并联交叉耦合结构,开发了滑模变结构同步控制算法,并利用李雅普诺夫函数证明了该算法的渐近稳定性。最后,搭建了一套10 MW级大型风电叶片疲劳试验平台,开发了基于分布式网络总线的疲劳激振控制系统,将该滑膜变结构控制算法应用于aeroblade 2.0~54.38风电叶片两点激振试验。试验结果表明,在两激振源转速均为35 r/min时,两激振源的转动步调一致,相位也能基本保持同步,此时叶片振幅最大,且非常稳定。在不同的初始速度驱动下,分别设定为40和30 r/min,2个激振源的转速均能快速跟随并分别保持。由于两者转速不一致,导致叶片振幅发生波动。上述试验结果表明,虽然2个激振源之间的机电耦合是固有存在的,但是设计的滑模变结构控制算法能使2个激振源的转速、相位步调一致,具有良好的鲁棒特性,有效地保证了疲劳试验的顺利进行。     

新型交流励磁直驱风力发电机的空载特性

为解决现有双馈异步风力发电机低风速段运行范围窄和直驱永磁风力发电机励磁不可控的问题,提出一种新型的采用交流励磁的直驱式风力发电机.利用已经设计的发电机参数,推导新型直驱交流励磁风力发电机的数学模型,同时利用MATLAB的Simulink功能建立发电机空载模型.结果表明,励磁频率、定子频率及转子机械转速频率间存在线性关系;发电机机械转速在低风速段时,通过调节励磁频率和励磁电流,发电机仍能输出额定电压,最终增加了发电机的运行范围.     

单桩式海上风力机整体化地震反应

为了探讨风-波浪-地震共同作用下单桩式海上风机（OWTs）的动力行为,以National Renewable Energy Laboratory（NREL）5 MW风力发电机为研究对象,将风、地震作为独立事件,根据风-波浪统计关系确定波浪谱参数. 改进FAST软件以模拟土-结相互作用,考虑停机、运行和应急停机3种工况,采用气动-伺服-水动-弹性耦合方法分析海上风机地震响应. 算例表明,工作状态显著影响海上风机支撑结构的运动和内力,规律与地震强弱有关;地震动显著影响叶片挥舞振动速度;在风-波浪-地震的共同作用下,海上风机支撑结构危险截面剪力和弯矩峰值超过极端风-波浪作用效应.     

基于时域分析的风载激励下桥梁结构动力特性识别

为研究环境激励下针对混凝土桥梁结构动力特性的识别问题,将现有的时域分析方法进行改进。利用自然激励技术与特征系统实现算法相结合,模拟风载激励对一预应力混凝土连续梁桥进行动力特性识别的有限元仿真模拟分析。利用随机减量技术和Ibrahim时域联合算法和有限元模态分析进行结果对比验证。仿真模拟结果表明,基于最常见的环境激励———风载激励识别混凝土梁桥的动力特性参数是行之有效的。运用自然激励技术与特征系统实现算法相结合的时域分析方法识别结果较为准确,为此类结构的健康监测和结构设计提供了有效支持。     

电流互感器接线错误导致误强励的原因分析

本文利用图表和计算公式的方法,分析了由于电流互感器（CT）接线错误引起的励磁控制系统误强励的原理,结论简单明了。