检索结果-南通市图书馆

2004年

作者：项海帆葛耀君.编.

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典型桥梁主梁涡振机理分析的简化涡方法

中国公路学报 2025年第1期38卷 187-198页

作者：胡传新王相龙赵林葛耀君武汉科技大学城市建设学院同济大学桥梁结构抗风技术交通运输行业重点实验室武汉科技大学城市更新湖北省工程研究中心同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室

旋涡脱落和漂移是桥梁断面涡振发生时的共同流场特征，主梁表面压力时空分布与旋涡漂移密切关联。基于主梁表面时空压力场，系统分析了涡激气动力统计参数(相关系数、贡献值、量纲一功等)的空间分布特征，建立了简化涡基本理论，提出了... 详细信息

旋涡脱落和漂移是桥梁断面涡振发生时的共同流场特征，主梁表面压力时空分布与旋涡漂移密切关联。基于主梁表面时空压力场，系统分析了涡激气动力统计参数(相关系数、贡献值、量纲一功等)的空间分布特征，建立了简化涡基本理论，提出了典型桥梁主梁涡振机理分析的简化涡方法。该方法可推演关键流场特征及其主导同步气动力时空演变模式，从而揭示涡振机理。以典型箱梁为例，结合气动力时频特征、数值流场与谱本征正交分解(Spectral Proper Orthogonal Decomposition, SPOD),验证了简化涡方法。研究结果表明：发生竖向(扭转)涡振时，相关系数、贡献值和量纲一功为脉动压力与涡激力(矩)之间相位差的类简谐函数。当相位差单调变化时，上述统计参数呈波浪式分布，且对应主导涡激气动力沿流向呈行波式演变，统称为气动行波模式。该模式与对应简化涡模式互为映射，共同构成简化涡模态。竖向涡振时，上表面旋涡前缘分离至尾缘处漂移距离约为k个波长，耗时k个断面振动周期，即由分离点诱发的k阶竖向简化涡模态主导；扭转涡振上表面旋涡前缘分离至尾缘处漂移距离约为(k+0.5)个波长，耗时(k+0.5)个断面振动周期，即由分离点诱发的k阶扭转简化涡模态主导；其中k为正整数。典型箱梁上表面气动力主导SPOD模态沿流向呈行波式演变，相关系数呈波浪式分布，且波涡模式互为映射，较好地验证了简化涡方法。所提系统建立了简化涡基本理论，构建了以与振动效应关联多尺度气动力时空演变特征为“一体”、以推演关键流场特征的简化涡模式和以精确模拟气动力时空演变特征的气动行波模式为“两翼”的简化涡方法体系，为桥梁主梁涡振物理机制分析、涡激力数理模型构建及涡振抑振措施比选提供新的理论依据。

关键词：桥梁工程简化涡方法涡振桥梁主梁旋涡漂移气动力行波

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湍流场高分辨重构的时程深度学习方法

船舶力学 2025年第1期29卷 1-11页

作者：战庆亮白春锦葛耀君大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026 同济大学桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室上海200092

湍流的研究离不开高分辨率的流场数据,但受测量方法、计算效率和数据存储等多方面限制,高分辨率湍流数据的直接获取仍比较困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出基于神经网络的特征编码预测模型与高分辨率的湍流重构方法。首先... 详细信息

湍流的研究离不开高分辨率的流场数据,但受测量方法、计算效率和数据存储等多方面限制,高分辨率湍流数据的直接获取仍比较困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出基于神经网络的特征编码预测模型与高分辨率的湍流重构方法。首先,基于一维卷积方法建立湍流时程的低维表征模型;然后,基于人工神经网络模型建立测点坐标与特征编码之间的映射关系,实现未知测点的特征编码预测;最后,利用所预测的特征编码结合表征模型的解码器生成求解域内任意位置处的湍流时程。对Re=2.2×10^(4)的方柱湍流场进行低维表征,进而实现高分辨率流场时程数据的重构,并验证方法的准确性。本文所提方法是一种在时间维度上具有高精度的湍流重构方法,且是一种无监督训练方法,可广泛应用于基于一点的传感器数据处理,是一种适用于湍流流场时程数据重构的新方法。

关键词：湍流重构湍流流场时程深度学习特征提取无监督模型

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三维高分辨率流场重构的深度学习方法

机械工程学报 2025年

作者：战庆亮刘鑫白春锦葛耀君大连海事大学交通运输工程学院辽宁省交通规划设计院有限责任公司同济大学桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室

获得机械结构中的三维高分辨率流场对机械设计与优化尤为关键。然而受机械结构及传感器的尺寸等因素制约，难以直接获取三维高分辨率的流场数据，而基于二维卷积的深度学习方法无法直接处理三维时变流场数据。针对上述问题，提出基于有... 详细信息

获得机械结构中的三维高分辨率流场对机械设计与优化尤为关键。然而受机械结构及传感器的尺寸等因素制约，难以直接获取三维高分辨率的流场数据，而基于二维卷积的深度学习方法无法直接处理三维时变流场数据。针对上述问题，提出基于有限测点流场时程样本的三维高分辨率流场的深度学习重构方法。对高雷诺数(Re=2.2×10～4)下方柱绕流样本进行了建模与训练，得到三维湍流场的低维表征模型，进而构建高精度的坐标-表征编码的映射关系，实现流场的三维高分辨率重构，与目标值吻合良好。证明了本文的方法能够实现三维湍流场的高分辨率重构，可为机械流动问题中基于测点传感器的时程数据分析提供新的方法。

关键词：三维流场重构时程深度学习高分辨率流场流场表征模型

典型流线型箱梁扭转涡激气动力的简化涡模式与气动措施抑振机理

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振动工程学报 2025年第02期38卷 302-309页

作者：胡传新官绪龙赵林葛耀君武汉科技大学城市建设学院武汉科技大学城市更新湖北省工程研究中心同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室

以典型流线型闭口箱梁为研究对象，利用节段模型风洞试验，获取原始断面与优化断面（栏杆扶手抑流板断面和检修轨道导流板断面）涡振响应，并分析其典型风速下断面周围分布气动力矩贡献，结合简化涡和数值模拟方法，推演断面周围流场演... 详细信息

以典型流线型闭口箱梁为研究对象，利用节段模型风洞试验，获取原始断面与优化断面（栏杆扶手抑流板断面和检修轨道导流板断面）涡振响应，并分析其典型风速下断面周围分布气动力矩贡献，结合简化涡和数值模拟方法，推演断面周围流场演变特征，揭示了流线型箱梁扭转涡振及气动措施抑振机理，为主梁扭转涡振及抑振机理分析提供了一种思路。研究表明：原始断面存在明显扭转涡振现象，其振幅达0.112°，增设检修轨道导流板后振幅降低35.7%，增设抑流板后涡振现象消失。原始断面和导流板断面涡振时，上表面分布气动力矩对涡激力矩贡献值远大于下表面，二者均由上表面大尺度前缘分离涡主导，分离涡漂移时长约为2.5个断面振动周期，对应2阶扭转简化涡模态。增设导流板后，断面上表面分布气动力矩对涡激力矩的贡献显著减小，旋涡漂移模式与断面振动之间的相位关系发生改变，断面周围旋涡作用强度减小，故涡振振幅降低。增设栏杆扶手抑流板后，上表面分布气动力矩对涡激力矩贡献值显著减小且其波浪式分布消失，上表面前缘大尺度分离涡的形成得到抑制，故断面涡振现象消失。

关键词：桥梁工程扭转涡振简化涡方法流线型闭口箱梁抑流板检修轨道导流板

双开槽箱梁主梁气动力负斜率效应及其三维静风屈曲后承载行为

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工程力学 2025年第3期42卷 56-67页

作者：罗松崔巍赵林葛耀君同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学桥梁结构抗风技术交通运输行业重点实验室上海200092 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

基于双开槽主梁断面,通过改变断面的气动外形,让断面具有静风屈曲后继续承载能力,并分析断面三分力系数与静风屈曲后变形的关系以及静风屈曲失稳的机理。主要研究目标是,通过改变断面的开槽宽度和斜腹板角度等气动外形参数,基于CFD数值... 详细信息

基于双开槽主梁断面,通过改变断面的气动外形,让断面具有静风屈曲后继续承载能力,并分析断面三分力系数与静风屈曲后变形的关系以及静风屈曲失稳的机理。主要研究目标是,通过改变断面的开槽宽度和斜腹板角度等气动外形参数,基于CFD数值模拟并利用风洞试验验证的方法计算断面的三分力系数,选出具有负斜率趋势的桥梁主梁断面;在综合考虑构几何非线性和静风荷载非线性的基础上,采用弧长法迭代计算,计算结构主梁静风失稳后完整过程的位移响应。研究结果表明:开槽宽度和斜腹板角度都可使CL和CM曲线斜率变负,一起改变这两个参数时负斜率效果更明显;初始攻角会影响最终失稳风速和结构是否存在屈曲后;三分力系数曲线斜率变负,降低了静风荷载随变形的增加速率,使桥梁静风屈曲后具有继续承载能力,这使桥梁抵抗静风荷载有了“韧性”,提高了安全储备。

关键词： CFD数值模拟三分力系数负斜率弧长法静风屈曲失稳抗灾韧性

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特大跨越江悬索桥龙卷风致静力响应

同济大学学报(自然科学版) 2025年第2期53卷 159-166页

作者：操金鑫杨一曹曙阳葛耀君同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院上海200092

基于大跨度桥梁主梁龙卷风荷载物理识别结果,开展大跨径悬索桥龙卷风致响应的计算分析,将其与常规风荷载下的风致响应进行对比,探讨桥梁抗龙卷风设计时,用常规风荷载模式进行结构龙卷风响应等效的可能性。结果表明,与常规风荷载不同,龙... 详细信息

基于大跨度桥梁主梁龙卷风荷载物理识别结果,开展大跨径悬索桥龙卷风致响应的计算分析,将其与常规风荷载下的风致响应进行对比,探讨桥梁抗龙卷风设计时,用常规风荷载模式进行结构龙卷风响应等效的可能性。结果表明,与常规风荷载不同,龙卷风荷载具有局部影响性且升力作用相对明显。涡流比、龙卷风相对距离以及加载点桥轴向位置都对悬索桥的龙卷风致结构响应有所影响,不同类型的响应随上述3个参数的变化规律不尽相同。常规风致响应与龙卷风致响应本身具有不同的特性,两者在数值上的表现也有较大不同,两者的荷载等效方法有待研究。

关键词：龙卷风风荷载悬索桥响应分析

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H形断面桥梁风致振动的流场机理

土木工程学报 2009年第5期42卷 90-95页

作者：张伟葛耀君同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 路易斯安那州州立大学巴吞鲁日70803

为分析H形断面桥梁风致振动的流场机理,在同济大学TJ-4风洞实验室,采用粒子图像测速系统(PIV)获得以第一塔柯玛桥为原型的H形断面在多种风速下的结构周围流场,并采用激光位移计记录结构在相应风速下的位移响应。通过采用相位平均的方法... 详细信息

为分析H形断面桥梁风致振动的流场机理,在同济大学TJ-4风洞实验室,采用粒子图像测速系统(PIV)获得以第一塔柯玛桥为原型的H形断面在多种风速下的结构周围流场,并采用激光位移计记录结构在相应风速下的位移响应。通过采用相位平均的方法,并以激光位移计获得的位移信号作为参考信号,获得结构运动四分点相位的流场。通过对设置中央稳定板前后对流场和结构运动状态的分析和比较,发现H形断面的风致振动是由其表面交替运动的旋涡驱动的。在一个完整的周期内,旋涡经历了从生成到脱落的过程,在每个时刻,原始H形断面的上下表面仅存在单个旋涡。

关键词：桥梁风致振动流场机理风洞试验粒子图像测速 H形断面旋涡相位平均

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速度场演化结构非定常气动力

工程力学 2009年第7期26卷 192-204页

作者：张伟葛耀君同济大学土木工程防灾国家重点试验室上海200092

从流体力学的基本公式出发,获得了结构受流场作用的非定常气动力公式。在积分降阶时,采用奥高公式使得非定常气动力公式不仅能够适用于单箱桥梁断面周围的流场,也能够适用于多箱分离断面周围的多连通流场。同时,由于试验流场数据的采样... 详细信息

从流体力学的基本公式出发,获得了结构受流场作用的非定常气动力公式。在积分降阶时,采用奥高公式使得非定常气动力公式不仅能够适用于单箱桥梁断面周围的流场,也能够适用于多箱分离断面周围的多连通流场。同时,由于试验流场数据的采样频率较低,因此给出了仅忽略时间项的简化公式以及忽略时间并仅依照有限区域流场进行计算的简化公式。采用数值模拟和粒子图像测速系统(PIV)获得了雷诺数为22000的方柱绕流的流场,由于能够与其他研究者的结果得到较好的吻合,因此取其流场数据用于验证上述气动力公式。结果表明,按照该文推导得到的气动力公式计算,得到的阻力系数的计算结果较好,而升力系数结果则存在一定的差别。采用简化公式计算时,仅忽略时间项的简化公式得到的结果较好,而更进一步的简化公式则差别较大。该文还以分离双箱断面周围的数值模拟流场为例进行了公式的验证,结果依然是阻力系数较好,而升力系数存在一定的差距。最后对于阻力系数和升力系数验证计算结果出现的这种差异进行了分析。

关键词：非定常气动力流固耦合流体力学风洞试验粒子图像测速数值模拟方柱绕流分离双箱

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大型冷却塔风洞试验研究与结构分析

哈尔滨工业大学学报 2012年第6期44卷 136-143页

作者：董锐赵林葛耀君同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为研究大型冷却塔群在风荷载作用下的受力,以印度某大型冷却塔(塔群)为工程背景,介绍了大型冷却塔(塔群)风洞试验研究和风荷载作用下的结构分析,主要包括:冷却塔单塔雷诺数效应模拟;冷却塔(塔群)1∶500刚体模型高频天平测力风洞试验;冷... 详细信息

为研究大型冷却塔群在风荷载作用下的受力,以印度某大型冷却塔(塔群)为工程背景,介绍了大型冷却塔(塔群)风洞试验研究和风荷载作用下的结构分析,主要包括:冷却塔单塔雷诺数效应模拟;冷却塔(塔群)1∶500刚体模型高频天平测力风洞试验;冷却塔(塔群)1∶200刚体模型测压风洞试验;冷却塔桩基、人字柱、塔筒内力分析;塔筒整体、局部和施工阶段稳定性分析.通过上述风洞试验和结构分析得到了一些有益结论,为类似工程设计提供借鉴.

关键词：大型冷却塔风洞试验雷诺数效应风荷载结构分析