Wind Force Coefficients for Designing Porous Canopy Roofs

Wind force coefficients for designing porous canopy roofs have been investigated based on a series of wind tunnel experiments. Gable, troughed and mono-sloped roofs were tested. The roof models were made of 0.5 mm thick perforated duralumin plates, the porosity of which was changed from 0 to about 0.4. Overall aerodynamic forces and moments acting on the roof model were measured in a turbulent boundary layer with a six-component force balance for various wind directions. The results indicate that the wind loads on canopy roofs generally decrease with an increase in porosity of the roof. Assuming that the roof is rigid and supported by the four corner columns with no walls, the axial forces induced in the columns are regarded as the most important load effect for discussing the design wind loads. Two loading patterns causing the maximum tension and compression in the columns are considered. Based on a combination of the lift and moment coefficients, the design wind force coefficients on the windward and leeward halves of the roof are presented for the two loading patterns as a function of the roof pitch and porosity. The effect of porosity is taken into account as a reduction factor of the wind loads.     

大开孔焊制异径三通的安定载荷

风洞试验设备承受交变载荷的作用。文章采用理想弹塑性有限元法,借助ANSYS对试验设备中一承受交变载荷的大开孔焊制异径三通进行模拟计算,得到极限载荷。依据Melan定理,通过寻找修正一个与时间无关的自平衡应力场,推导结构处于安定状态下的应力分布状态并计算得到结构的安定载荷及安定因子。最后将安定载荷与标准数值进行比较,对大开孔异径三通的设计计算提供参考。     

基于PLC的LT风洞内三维高精度探针定位系统

机翼模型受力试验是飞机翼型设计必不可少的关键环节,风洞是进行空气动力学试验的必备装置。该文介绍了基于LT(低湍流)风洞的探针三维高精度位移测控系统的组成,详细分析了LT风洞现场实验条件及应满足的控制要求,在此基础上,论述了系统的总体设计方案,硬件结构和触摸屏的组态过程,重点论述了PLC的硬件配置及控制软件的设计。运行实践证明,该系统满足设计要求,运行可靠。有效地解决了翼型实验研究中探针在风洞中准确定位控制的难题。     

建筑雪工程学研究方法综述

建筑雪工程学系指综合物理学、地球环境学、灾害学等交叉学科,从专业角度对建筑（群）及其周围环境冬季受降雪影响进行预测及研究,以抵御由雪灾诱发建筑物倒塌事故的一门学科。从该学科中主要的三种研究方法,即实地观测、试验研究以及数值模拟为切入点对三者的发展进行梳理与深入剖析。对于实地观测,总结了国外规范中考虑风致雪漂移和热力融雪等影响因素的研究历程与相应理论模型的建立,并指出今后我国实测工作应以对足尺建筑屋面积雪特性及其演变机理为重心;通过对近年来试验研究工作的概括总结,梳理了现今试验研究的四种手段,并明确了对应试验手段相似准则的建立与参数的选取,同时指出今后在我国建立专业风雪试验的必要性;通过对CFD数值模拟方法研究进展的回顾,总结了目前数值模拟已取得的成果与存在的不足,为考虑因素全面的新数值模拟方法的发展指明方向。     

超声速风洞的启动特性与流路形状酌影响

为改善超声速风洞的启动特性,研究了风洞下游形状对风洞起动特性的影响。以1m×1m超声速风洞为例,利用数值计算和试验进行了探讨,提出并验证了满足性能要求的高效风洞扩散段设计方案。介绍了风洞结构、数值分析与试验方法及其结果等。     

导弹级间分离气动特性研究

为了研究两级分离布局导弹分离过程的气动特性,文中利用自主开发的数值计算程序对导弹两级分离过程进行了模拟,并完成了部分工况的风洞实验验证,分析了分离过程导弹两级气动特性的变化规律。研究范围:马赫数2.0～5.0,攻角0°～6°。结果表明:攻角和侧滑角对导弹两级的轴向位移影响较小,马赫数越高、Ⅰ级模型头部锥角越小或导弹两级直径比越接近均有利于导弹两级的快速分离。     

复杂构形建筑物风荷载相互干扰研究

以北京中环世贸大厦四座塔楼的风荷载为例,通过风洞模拟实验研究了具有复杂构形的建筑物风荷载相互干扰问题.本文通过风洞模拟实验测得的建筑物表面平均风压分布,在三个典型风向角下,分析讨论了周围建筑物对中世大厦以及中世大厦四座塔楼之间的群体干扰.特别是展示了由于“夹道效应”所引起的建筑物表面局部风压分布大幅度增加的现象,分析讨论了其发生的原因和变化规律.对类似的复杂构形的建筑和结构风荷载设计具有参考价值.     

尾翼展开部件测力天平技术研究

风洞是进行空气动力学研究与飞行器研制的最基本的实验设备,在风洞中进行尾翼展开部件测力实验是导弹风洞实验的一个重要部分,为型号设计提供可靠的气动数据.风洞测力实验是风洞中最基本的实验,而风洞天平是实验中最基本的装置.本文介绍了尾翼展开部件测力实验的小量程天平的研制,主要包括天平结构、量程、组桥方式及静校方法和校准公式;并介绍了实验采用的风洞和实验模型.经过试吹风检验和实验结果分析表明,实验数据合理可靠、对称性和重复性都较好,设计的天平符合要求,采用的组桥方式也是新颖独特,试验委托单位对最后的实验结果和试验效率作出了高度评价,满足了该型号的实验要求.     

大跨度空间结构抗风分析的数值风洞方法

数值风洞方法可为复杂形体结构的风压分布确定和结构风振系数选取等提供非试验性的依据。基于计算流体动力学理论,以空间结构为对象,研究数值风洞技术。数值模拟了不同空间结构形体表面及其周围的风场,计算了结构风载体型系数,并与风洞模型实验成果比较,验证数值风洞计算结果的正确性。研究了因其他结构物存在引起的结构风场和结构体型系数变化,探讨了用数值风洞模拟技术鉴别风洞模型试验可能存在的误差及其原因。基于结构表面等压线划分结构受风区域,并以面积加权平均计算得到区域体型系数。还分析了结构多风向角下的结构风载体型系数。     

大尺寸风洞俯仰运动传动机构创新设计及应用

针对大尺寸风洞试验中模型支撑机构的关键运动机构设计难点,从工程实用的角度出发,提出了一种基于圆弧运动的新型直线驱动传动模式。该模式实现了有限范围转动的直线驱动功能,并克服了以往运用大尺寸高精度的蜗轮副制造成本高、安装调试难度大等问题。为验证该模式运行的有效性,从机构动力学、机构运动学、控制特性、刚度和强度等方面对其进行了全方位分析。目前,该俯仰运动传动机构的设计已应用于某大型风洞的模型机构上,最大俯仰角位移范围达到了45°,圆弧运动半径达到2 800 mm,整体机构造价较低,易于维护。