斜拉索气动特性的雷诺数效应试验研究

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件,其气动特性研究是整体结构气动特性研究的基础。为探究表面光滑斜拉索气动特性的雷诺数效应,在均匀来流中进行了不同风速下的斜拉索节段模型风洞测压试验,得到了斜拉索气动力系数和平均风压系数随雷诺数的变化规律。结果表明：表面光滑斜拉索的平均气动力系数在不同雷诺数区有不同的表现,平均阻力系数在亚临界雷诺数区和超临界雷诺数区分别稳定在1.2和0.6附近,而平均升力系数为0,临界雷诺数区平均阻力系数迅速减小,对应地,平均升力系数从0增加到最大值又降低到0;对于脉动气动力系数,处于亚临界雷诺数区的脉动升力值远大于脉动阻力,意味着斜拉索横风向激励远大于顺风向;平均风压系数分布随雷诺数的增大经历了对称-不对称-对称的变化过程,体现了层流分离-单侧湍流分离-双侧湍流分离的变化规律,是平均升力系数变化趋势的定性响应,而斜拉索背压处平均基压系数绝对值的变化趋势与平均阻力系数一致。     

防雪栅与路基间距对路基积雪分布影响规律的数值模拟研究

防雪栅是目前道路风吹雪灾害地区主要的防护设施,该研究结合数值模拟和现场实测方法,研究防雪栅与路基的布置间距对路基周围积雪分布的影响规律,进而分析积雪堆积机理.结果 表明:数值模拟结果与现场实测结果有很好的对应关系,验证了结果的正确性;随着路堤与防雪栅间距的增大,路堤两个坡脚处的风速减小区范围均呈先增大后减小的趋势.路堤...     

边坡坡度对路堤风吹雪影响研究

路堤边坡坡度是影响风吹雪区域路堤积雪的重要因素,利用现场模型试验以及流场数值模拟的方法,研究边坡坡度对路堤积雪影响规律,分析积雪形成机理。结果表明:路堤周围积雪范围与流场风速减弱区域存在较好的对应关系,但并非定量对应,用流场中风速减弱区域简单地定量判断积雪范围的方法误差较大;迎风边坡坡度的改变对路堤周围积雪分布影响较大,较缓的迎风边坡坡度将有效地减小路堤周围积雪量和积雪范围,路面更不易形成积雪,可以减小风雪流对路堤工程的危害;背风边坡坡度的改变对路堤周围积雪影响较小,路堤设计时可作为次要因素考虑;根据试验和模拟结果得出路面不易积雪的临界边坡坡度在40°和45°之间,保守起见,建议工程应用中取40°为路面不易积雪的临界边坡坡度。     

缠绕螺旋线的斜拉桥斜拉索平均气动阻力特性的试验研究

通过天平测力风洞试验,在雷诺数为13×104~43×104范围内,对直径为120mm的光滑斜拉索模型和25种螺旋线斜拉索模型进行测力试验,得到了各个工况下阻力系数随雷诺数的变化规律,分析了螺旋线直径、缠绕间距对阻力系数的影响|将气动力系数按照亚临界、临界和超临界雷诺数区域进行分区,得到了各个区域内阻力系数的数值或者拟合公式|结果表明：缠绕螺旋线能减弱雷诺数效应|针对螺旋线直径相同缠绕间距不同的情况,在超临界雷诺数区阻力系数随缠绕间距的增大呈单调减小的趋势|针对缠绕间距相同螺旋线直径不同的情况,在超临界区阻力系数随螺旋线直径的增大呈单调增大的趋势|在具有抑振效果的螺旋线参数组合中,选择使得气动阻力最小的参数,可达到优化设计的目的。     

典型拱形壳体风荷载分布规律

进行了2种典型拱形壳体结构刚性模型内外表面同步测压风洞试验,分析了拱形壳体结构体型系数与脉动风压系数的分布规律,比较了底部开口/闭口和两端封闭/开放不同状态对风压分布的影响.结果表明:底部开口与端部条件对结构风压分布影响很大,采用弧面封闭两端可以有效的降低结构端部的风压同时使得结构表面风压分布更加均匀,当底部开口较小时...     

圆角方形断面气动特性试验

通过刚性测压模型风洞试验,在均匀流场中测试了圆角率R/D=0.4的方形断面在0°～45°风向角、雷诺数Re=0.8×10~5～3.8×10~5时的气动特性。结果表明:试验雷诺数范围内,所有风向角下模型的阻力系数均值、升力系数均值、升力系数脉动值及斯特罗哈数基本上都受到雷诺数的影响。与其他风向角相比,0°～17.5°风向角时,阻力系数均值和升力系数均值受雷诺数的影响更大; 7.5°～45°风向角时,升力系数脉动值受雷诺数的影响更大; 0°～12.5°风向角时,斯特罗哈数受雷诺数的影响更大。     

中等间距并列双钝体箱梁气动干扰效应试验

通过节段模型风洞试验研究了中等间距并列双钝体箱梁的气动干扰效应,分析了气动干扰对上下游箱梁三分力系数和涡振的影响。三分力系数试验风攻角的变化范围为-10~10°,双箱梁模型的净间距与单箱梁模型宽之比D/B的变化范围为0.4~1.0。涡振试验风攻角的变化范围为-4~4°,D/B为0.8。研究结果显示:气动干扰对三分力系数的影响主要表现为对下游箱梁的影响,且体现为减小效应;在水平与负攻角来流条件下,气动干扰对上游箱梁涡振的影响较小,对下游箱梁涡振有显著的放大效应;在正攻角来流条件下,气动干扰效应对下游箱梁涡振的影响较小,对上游箱梁涡振有显著的抑制效应。     

非圆截面斜拉索气动性能风洞试验研究

大跨度斜拉桥斜拉索上的风荷载对于主梁位移和内力的贡献占整个风荷载的60%~70%,斜拉索的气动力是静力和稳定性检算的基础,准确掌握斜拉索的气动力具有重要意义。通过天平测力风洞试验,在雷诺数为10×104~42×104,对直径为120mm的圆形截面斜拉索模型和3种非圆截面模型进行测力试验,得到各个工况下阻力系数随雷诺数的变化规律,分析截面变形、风向角对阻力系数的影响。结果表明：斜拉索截面变化能够增强雷诺数效应,风向角在0°~30°情况下,阻力系数随斜拉索截面变形的程度呈单调减小的趋势;风向角在40°~90°情况下,阻力系数随斜拉索截面变形的程度呈单调增大的趋势。将气动力系数和风向角度按照亚临界、临界和超临界雷诺数区域进行分区,得到各个区域内阻力系数的数值和拟合公式,通过拟合公式,可以方便地为类似截面结构的风荷载设计提供依据。     

扁平流线型箱梁涡激振动及气动力特性分析

为了研究扁平流线型箱梁涡激振动及气动力特性受附属构件的影响,选取某准流线型桥梁主梁为研究对象,通过增减模型的附属构件来模拟裸梁和非裸梁2种断面,进行了不同风攻角下的风洞测压和测振试验。结果表明：扁平流线型箱梁的涡激振动特性受模型附属构件的影响较大,栏杆断面在正攻角下更易发生涡激振动;在相同攻角和风速情况下,栏杆断面存在更为明显的卓越频率,说明模型附属构件会对扁平流线型箱梁的旋涡脱落产生较大影响;扁平流线型箱梁平均风压系数受模型断面的影响较大,但脉动风压系数受模型断面和风攻角的共同影响;不同模型断面会对扁平流线型箱梁的平均三分力系数造成影响,但其变化趋势主要与风攻角有关。     

线形布置双方柱平均气动力特性试验研究

为研究线形布置双方柱在不同风向角和不同间距比时的平均气动力特性,采用刚性模型测压风洞试验的方法,测试并分析了双方柱在风向角0°≤α≤90°、间距比1.2≤L/D≤8范围内的平均升阻力系数.研究表明,线形布置双方柱的平均气动力特性按照风向角可分为3类:小风向角(0°≤α≤10°)、中等风向角(10°<α<60°)和大风向...