检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库博看期刊

π型断面超高斜拉桥涡振减振措施风洞试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动与冲击 2018年第7期37卷 62-68页

作者：李欢何旭辉王汉封刘梦婷彭思中南大学土木工程学院长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程试验室长沙410075

π型主梁断面涡激共振是影响其在大跨度桥梁中广泛使用的重要因素之一。以某大跨度超高三塔斜拉桥为工程背景,采用节段模型测试了施工状态主梁涡振性能,试验发现在设计风速范围内主梁存在明显的竖向涡激共振现象,且在规范规定的阻尼比... 详细信息

π型主梁断面涡激共振是影响其在大跨度桥梁中广泛使用的重要因素之一。以某大跨度超高三塔斜拉桥为工程背景,采用节段模型测试了施工状态主梁涡振性能,试验发现在设计风速范围内主梁存在明显的竖向涡激共振现象,且在规范规定的阻尼比范围内涡振振幅均大于规范限值;为抑制主梁涡振,设计了隔流板和下稳定板等气动减振措施。结果表明:一定宽度的隔流板虽然能降低主梁涡激共振振幅,但其减振效果有限;两道一定长度的下稳定板能较好的抑制主梁涡激共振,且满足颤振稳定性要求;最后,结合数值模拟的方法对涡振发生及减振机理进行了初步探讨。

关键词： π型断面涡激共振减振措施风洞试验计算流体动力学

横风下π型断面大跨桥上汽车气动特性风洞试验

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国公路学报 2019年第10期32卷 169-177,199页

作者：何旭辉薛繁荣邹云峰蒋硕杜镔徐向东马白虎中南大学土木工程学院湖南长沙410075 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵州贵阳550081 贵州省公路开发有限责任公司贵州贵阳550081

准确获得车-桥系统气动力是评估强风作用下桥上车辆运行安全性和舒适性的基本前提,为此必须考虑车辆与桥梁间存在的显著气动相互干扰。以山区大跨桥梁常见的π型断面主梁和集装箱货车为研究对象,设计并制作了1∶32几何缩尺比的桥梁和车... 详细信息

准确获得车-桥系统气动力是评估强风作用下桥上车辆运行安全性和舒适性的基本前提,为此必须考虑车辆与桥梁间存在的显著气动相互干扰。以山区大跨桥梁常见的π型断面主梁和集装箱货车为研究对象,设计并制作了1∶32几何缩尺比的桥梁和车辆刚性测压模型,通过风洞试验测试了典型车-桥组合工况下车辆表面的风压分布,分析了前、后车辆干扰作用、车辆横向距离和车道组合方式等对桥上汽车气动特性的影响,并进一步分析汽车表面的风压值分布,以探究汽车气动力系数变化的机理。研究结果表明:前、后车辆间的干扰、车辆横向距离的改变对汽车的侧向力系数、阻力系数和升力系数均有较大影响,但对汽车的力矩系数影响较小,且汽车的力矩系数具有一定的离散性;车道组合方式中测试车辆位置的改变对汽车气动特性的影响大于干扰车辆位置的改变对汽车气动特性的影响,且车辆组合方式的改变对汽车的力矩系数基本没有影响;受桥梁π型主梁断面的影响,汽车侧向力系数的变化趋势与Coleman规律下的变化趋势不同。

关键词：桥梁工程 π型断面风洞试验车-桥系统车辆气动特性

π型断面斜拉桥涡激振动特性及气动抑制措施研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

π型断面斜拉桥涡激振动特性及气动抑制措施研究

作者：陈强西南交通大学

学位级别：硕士

由于π型断面斜拉桥具有施工方便、建设周期短和自重较轻等特点,近年来得到广泛应用。该类桥型主跨通常在200～600m,但由于其主梁为开口截面,具有明显的钝体特性,在风荷载作用下,尾流中易产生周期性旋涡脱落,又因其质量较轻,抗扭刚度较... 详细信息

由于π型断面斜拉桥具有施工方便、建设周期短和自重较轻等特点,近年来得到广泛应用。该类桥型主跨通常在200～600m,但由于其主梁为开口截面,具有明显的钝体特性,在风荷载作用下,尾流中易产生周期性旋涡脱落,又因其质量较轻,抗扭刚度较小,气动稳定性较差,以至于该类桥梁在低风速下容易发生涡激振动。虽然涡激振动是一种限幅振动,不会引起结构毁灭性破坏,但其发生风速较低,振幅过大可能引起结构疲劳问题和行人行车安全性及舒适性问题。因此,研究π型断面斜拉桥涡激振动特性及气动抑制措施具有较大意义和实际工程价值。本文结合节段模型风洞试验和数值模拟方法,较为系统地研究了π型断面斜拉桥涡激振动特性及气动抑制措施,具体包括如下几方面内容:(1)对某在建π型断面斜拉桥进行节段模型风洞试验,测得其成桥状态和施工状态涡激振动响应,结果表明:成桥状态竖向涡振振幅与扭转涡振振幅在一定风速区间超过规范允许值,其中-5°风攻角下竖向涡激振动响应最大,而施工状态涡激振动响应远低于规范允许值,涡激振动性能良好。(2)基于风洞试验,建立该π型断面CFD(Computational Fluid Dynamics)二维数值模型,计算分析其静态绕流特性和压力分布特性。由分析可知,在?5°攻角下,断面表面均有显著流动分离与再附着现象,下桥面旋涡尺度随着攻角增大而减小,上桥面旋涡尺度随着攻角增大而增大,尾流中均有旋涡脱落。-5°攻角下,上桥面迎风侧压力变化较小,背风侧压力在小范围波动,而下桥面出现负压,且负压区位置在不断变化。随着攻角增大,上桥面压力逐渐为由正变负,下桥面压力由负变正。(3)采用UDF(User-Defined Functions)二次开发程序嵌入Fluent的方法,对-5°风攻角下π型断面涡激振动进行数值模拟,对其发生涡激振动机理进行分析,并研究附属设施对涡激振动性能的影响,结果表明:在迎风侧分离后,气流在主梁上桥面再附着后未形成旋涡,在背风侧形成局部旋涡区域;下桥面内壁处存在大尺度旋涡,旋涡在向前移动过程中,其分离流对背风侧旋涡发展有较大促进作用,导致尾流中出现周期性旋涡脱落,主梁发生涡激振动;主梁上桥面压力场较稳定,表面压力变化较小,下桥面存在负压区,压力脉动值较大,动力效应明显;无附属设施的施工态主梁表面旋涡形成与发展不充分,尾流中涡量值减小,未形成显著旋涡脱落,表明附属设施存在会使断面尾流中旋涡尺度增大,提高涡激振动幅值。(4)基于对π型断面涡激振动机理分析,选用三道下稳定板、40°尖角风嘴及横桥向长度为0.5D裙板(D为主梁高度)三种气动抑制措施,使用Fluent计算分析不同优化方案抑制效果。结果表明,主梁断面设置三道下稳定板可分隔下桥面空间,在一定程度上扰乱下桥面旋涡发展,降低涡激振动响应最大值约23%,但稳定板对背风侧旋涡形成影响较小,尾流中仍有周期性旋涡脱落,主梁涡激振动幅值仍然较大,表明三道下稳定板对π型断面涡激振动抑制效果有限。(5)主梁断面加装40°尖角风嘴后,可增强主梁断面流线性,使气流过渡更加平滑,对尾流旋涡有较好破坏作用,背风侧风嘴处仅有少量分离泡产生,且尺度显著减小,主梁涡激振动响应幅值降低约80%,且发振风速略有增大,涡振性能有较大改善。(6)主梁加装0.5D长度裙板后,旋涡形成、发展与脱落过程没有受到干扰,涡激振动响应与原始断面几乎相同,表明该裙板对涡激振动没有抑制效果,原因考虑为裙板横桥向尺寸太小,未在旋涡脱落核心区产生作用。将裙板横桥向长度延伸至1.5D后,裙板将背风侧上下气流分隔,引导其平滑过渡,尾流中无法形成大尺度旋涡,涡激振动响应幅值降低约77%,表明裙板横桥向长度对抑制涡激振动影响较大,选取合适长度可有效抑制π型断面涡激振动。

关键词：斜拉桥 π型断面涡激振动计算流体动力学节段模型风洞试验气动措施

倒L型导流板对π型断面斜拉桥涡振的抑振效果研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

合肥工业大学学报（自然科学版） 2021年第12期44卷 1652-1659页

作者：王峰郑晓东董小强潘辉熊川长安大学公路学院陕西西安710064 厦门路桥工程投资发展有限公司福建厦门361003

文章以某座π型断面叠合梁斜拉桥为工程背景,进行主梁节段模型风洞试验研究。通过仅保留单侧能够有效抑振的倒L型导流板,针对不同风攻角下主梁竖弯及扭转涡振响应,对倒L型导流板进行尺寸优化;根据试验结果给出涡振试验中倒L型导流板优... 详细信息

文章以某座π型断面叠合梁斜拉桥为工程背景,进行主梁节段模型风洞试验研究。通过仅保留单侧能够有效抑振的倒L型导流板,针对不同风攻角下主梁竖弯及扭转涡振响应,对倒L型导流板进行尺寸优化;根据试验结果给出涡振试验中倒L型导流板优化的调整策略;根据回流区的特点对倒L型导流板进行形式变化。研究结果表明:倒L型导流板对主梁涡振的抑振效果主要在于迎风侧导流板,背风侧导流板的作用不明显;倒L型导流板最优尺寸为a=0.50H,b_(2)=0.56H;采取下置和变倾角2种变化形式,均能有效抑制主梁涡振。研究结果可为类似桥梁的涡振气动措施优化提供借鉴。

关键词： π型断面斜拉桥涡振倒L型导流板风洞试验

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于CFD的π型断面颤振导数神经网络预测

基于CFD的Π型断面颤振导数神经网络预测

作者：李翊铭长安大学

学位级别：硕士

本文首先在回顾桥梁颤振基本理论及颤振导数识别方法发展历程的基础上,对颤振导数识别问题的研究现状进行了总结。接着根据目前研究工作中的空白,本文以二维刚性节段模型风洞试验为基础,对比了借助三种常用湍流模型得到的颤振导数的精度... 详细信息

本文首先在回顾桥梁颤振基本理论及颤振导数识别方法发展历程的基础上,对颤振导数识别问题的研究现状进行了总结。接着根据目前研究工作中的空白,本文以二维刚性节段模型风洞试验为基础,对比了借助三种常用湍流模型得到的颤振导数的精度,得到了对π型断面计算精度较高的湍流模型。在此湍流模型的基础上,建立了π型断面颤振导数的数据库,同时研究了π型断面几何参数对颤振导数的影响规律。以此数据库为基础,首次建立了采用神经网络预测π型断面颤振导数的方法,为桥梁初步设计阶段颤振导数的快速获取提供了新的途径。本文主要研究内容及结论如下:(1)以颤振导数的节段模型风洞试验结果为基础,对比了分别采用RNG6)-模型、SST6)-模型和RSM计算获取的颤振导数的精度,并对比分析了由三种湍流模型得到的断面流线图,证明RSM对π型断面颤振导数的数值计算更为适用。(2)在数值计算中采用RSM获取了宽高比=6～13和尺寸系数=1.1～1.3的π型断面颤振导数,初步建立了颤振导数的数据库。同时基于这些数据研究了这两个几何参数对颤振导数的影响,并基于流线图研究了主漩涡的变化规律。(3)以颤振导数的数据库为基础训练神经网络,并成功预测了π型断面的颤振导数。在采用多种误差评价方法的基础上,证明了神经网络的预测精度达到了令人满意的效果。这一方法有利于提高桥梁初步设计阶段颤振导数和颤振临界风速估算工作的效率。通过比较发现BP神经网络比RBF神经网络对此类非线性效应显著的问题具有更强的适应性。

关键词： CFD 神经网络 π型断面颤振导数误差评价

倒L型导流板对Π型主梁断面涡振特性影响试验研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

倒L型导流板对Π型主梁断面涡振特性影响试验研究

作者：熊川长安大学

学位级别：硕士

Π型主梁断面近年来在大跨径的桥梁建设中受到设计人员的青睐,但开口的钝体形式和较流线型断面更复杂的绕流特性,使其气动稳定性较差,并且大跨桥梁结构由于质量轻、阻尼小,风致涡振特性更为敏感,因此需要考虑合适的抑振措施对此加以改... 详细信息

Π型主梁断面近年来在大跨径的桥梁建设中受到设计人员的青睐,但开口的钝体形式和较流线型断面更复杂的绕流特性,使其气动稳定性较差,并且大跨桥梁结构由于质量轻、阻尼小,风致涡振特性更为敏感,因此需要考虑合适的抑振措施对此加以改善。气动措施作为主梁涡振控制技术中的一种,通过对主梁断面气动外形优化来改善断面的涡振性能,具有良好的适用性。常用的气动措施包括风嘴、稳定板、扰流板、导流板等,其中系统性地针对倒L型导流板对Π型主梁断面的抑振效果的研究还相对有限。为了降低风洞试验中选取该措施的盲目性,故本文针对大跨桥梁Π型主梁断面展开研究,通过同步测振、测压风洞试验与数值模拟方法,对该措施的抑振效果及机理进行了分析,主要内容包括:（1）介绍了Π型主梁断面的发展历史以及应用实例,调研了多座运用该类断面的桥梁结构基本参数,并以此为参照设计了宽高比为10:1的Π型主梁断面刚体节段模型,从而对其涡振特性进行研究。试验结果表明:该断面在多种工况下都具有显著的涡激振动现象,竖弯及扭转涡振存在双锁定区间,高风速锁定区间出现振型重叠现象。（2）针对该断面的涡振现象,通过设置不同长度外挑悬臂进行气动外形优化,并将其与梁高的比值参数化为悬臂外伸系数,研究π型断面在不同气动外形下的涡振特性规律,并结合同步测振、测压试验,从表面压力分布的角度分析了该气动外形变化对涡振特性影响的原因。结果显示,Π型主梁断面扭转涡振响应对悬臂外伸系数更加敏感,其扭转振幅在该系数大于1时基本消除。（3）通过仅设置单侧能够有效抑振的倒L型导流板,发现倒L型导流板对主梁涡振的抑振效果主要在于迎风侧,而背风侧导流板对涡振响应影响不明显。不同尺寸倒L型导流板抑振效果的研究表明,倒L型导流板的水平宽度b取[0.5D,D]（D为梁高）,竖向裙板长度a取[0.33D,0.5D]（a和b不能同时取最小值）,可以有效抑制竖弯及扭转涡振。进一步结合表面测压试验和CFD数值模拟技术,发现增设倒L型导流板有效地削弱了原断面上下表面的流动分离,降低了分离区脉动值,减小了上下表面周期性压差,破坏了断面局部气动力与整体气动力的相关性,从而抑制了涡振的发生。

关键词： π型断面涡激振动倒L型导流板风洞试验静态绕流

梁侧导流板对π型叠合梁断面涡振性能影响及抑振机理研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

振动与冲击 2023年第14期42卷 48-55页

作者：雷伟王骑廖海黎李志国西南交通大学土木工程学院成都610031 西南交通大学风工程四川省重点实验室成都610031

具有开口形式的π型断面是一种易发生涡激振动(vortex-induced vibrations,VIVs)的钝体断面。为了准确把握某主跨520 m的π型叠合梁斜拉桥的涡振性能,开展了1∶25大尺度节段模型风洞试验,比较了在边主梁侧面布置不同的导流板(即梁侧导流... 详细信息

具有开口形式的π型断面是一种易发生涡激振动(vortex-induced vibrations,VIVs)的钝体断面。为了准确把握某主跨520 m的π型叠合梁斜拉桥的涡振性能,开展了1∶25大尺度节段模型风洞试验,比较了在边主梁侧面布置不同的导流板(即梁侧导流板)对主梁涡振性能的影响。试验结果表明,原设计断面在-3°和-5°风攻角下存在显著的竖向涡振现象。当设置宽度为1.5 m、水平倾角为35°的梁侧导流板后,主梁在不同风攻角下均未发生涡振。通过对主梁绕流场数值模拟初步探讨了主梁发生竖向涡振的原因及导流板的抑振机理。模拟结果表明,导流板能够减小主梁底部区域旋涡的尺寸,使主梁上、下表面周期性压力差和气动力显著减小,从而削弱了诱发主梁涡振的条件,起到了抑制主梁竖向涡振的作用。该研究结果可为π型叠合梁断面的涡振抑振措施设计提供参考。

关键词：涡激振动(VIV) π型断面梁侧导流板风洞试验数值模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

柔性气动措施风致振动响应及其运用

柔性气动措施风致振动响应及其运用

作者：刘博祥长安大学

学位级别：硕士

大跨度桥梁结构由于频率较低,在风荷载作用下容易出现风致振动。为改善大跨度桥梁的抗风稳定性,通常采用气动措施如稳定板、风障、抑流板、隔板、裙板、导流板、隔流板等,这些气动措施一般采用钢板等材料制作,可认为是刚性气动措施。受... 详细信息

大跨度桥梁结构由于频率较低,在风荷载作用下容易出现风致振动。为改善大跨度桥梁的抗风稳定性,通常采用气动措施如稳定板、风障、抑流板、隔板、裙板、导流板、隔流板等,这些气动措施一般采用钢板等材料制作,可认为是刚性气动措施。受自然界中弹性结构在流动控制方面的启发,本论文尝试引入柔、弹性结构作为气动措施,选择典型钝体断面和Π梁断面为研究对象,结合数值模拟和风洞试验,研究柔性气动措施对典型桥梁风致振动的抑振效果,探寻柔性气动措施工作机理,丰富和完善大跨度桥梁风致振动抑振方法。主要研究内容包括:(1)以雷诺数Re=200时的典型钝体断面为研究对象,在钝体尾部沿中轴线布置不同尺寸(L/D=1-4)的刚性分流板和的不同参数的柔性分流板(L/D=3),分析其对阻力系数、升力系数、斯托罗哈数和流场分布的影响。结果表明与刚性分流板对比,柔性板的优势在于其主动拍动变形使得阻力系数进一步降低,柔性分流板拍动频率与断面涡脱频率一致,可通过改变柔性分流板的拍动频率进一步降低斯托罗哈数。(2)结合实际工程,对宽高比为8.35的Π型主梁原断面的涡振响应进行了分析,结果显示主梁在0°、+3°、-3°攻角下都出现了十分明显的涡振现象,其中竖弯涡振响应在明显的双锁定区间,扭转涡振只存在一个涡振区间。(3)将常见的刚性气动措施替换为柔性材料,通过节段模型风洞试验记录了柔性倒L板、柔性下中央稳定板、柔性下边稳定板各个工况下模型涡振响应随风速变化曲线。与原断面数据对比分析发现柔性倒L板对主梁竖弯涡振和扭转涡振都有一定的抑制作用,且对扭转涡振的抑制效果更为突出,D2-2下抑振效果尤为明显;柔性下中央稳定板和柔性下边稳定板的拍动变化对主梁附近流场涡结构并没有起到很明显的干扰作用,对主梁涡振起不到绝对的抑制作用。(4)通过数值模拟对主梁原断面流场进行了分析,同时运用流固耦合的方法对D2-2工况下柔性倒L板的拍动变形进行了模拟,流场结果表明该工况对主梁的抑振作用主要有三点:前缘柔性倒L板的导流作用削弱了断面上下表面的分离程度,断面所受周期性的压差减小;尾缘柔性倒L板的拍动产生的涡结构对附近流场造成一定的干扰作用;改变了宏观流场下主梁尾部漩涡脱落方向。

关键词：柔性气动措施钝体断面 π型断面风洞试验涡激振动数值模拟

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于CFD技术的π型主梁流场特性研究

基于CFD技术的π型主梁流场特性研究

作者：王崟志长安大学

学位级别：硕士

斜拉桥作为现代大跨桥梁的主要形式,其设计阶段需要考虑风致振动问题。π型断面因其造型简单、受力明确、施工方便等特性,逐渐成为现代斜拉桥的主要断面形式。但是,这种半开口状断面形式钝化严重,表面流动分离、再附现象较全封闭式箱梁... 详细信息

斜拉桥作为现代大跨桥梁的主要形式,其设计阶段需要考虑风致振动问题。π型断面因其造型简单、受力明确、施工方便等特性,逐渐成为现代斜拉桥的主要断面形式。但是,这种半开口状断面形式钝化严重,表面流动分离、再附现象较全封闭式箱梁更为明显和复杂,严重减弱了该类桥梁断面的抗风性能。π型梁断面的颤振性能较全封闭式箱梁显著降低,涡振性能严重不足。风嘴、稳定板、扰流板、导流板等是用来提高π型断面气动性能的主要措施,但其尺寸设置和方案组合仍然依赖风洞试验确定,耗时耗力。因此,π型断面风致振动机理亟待研究。本文基于Fluent软件,对不同π型断面进行数值模拟,在断面周围设置测点,分别提取风速时程和风压系数时程。通过后处理软件Tecplot提取断面周围的流场迹线图。从而得到最大旋涡尺度、平均旋涡尺度及表面分压系数等描述流场特性的参数。在此基础上,探究π型主梁流场特性的风攻角效应、雷诺数效应,研究不同风嘴尺寸、稳定板位置及开孔率对π型主梁流场特性的影响。研究表明风攻角对π型主梁流场特性有较大影响,正攻角时,流场旋涡最大尺度及平均尺度较大,造成断面气动性能降低。低雷诺数范围内流场特性与雷诺数无关。平均旋涡尺度高于0.3或者低于0.1时断面气动性能改善。风嘴及下稳定板能够有效降低流场旋涡尺度,风嘴上缘夹角取值在413°,风嘴下缘夹角取值在204°时,π型断面流场特性较好。最佳风嘴角度为605°。风洞试验证明,风嘴上缘夹角取42.3°,下缘夹角取20.2°,并在下部设置中央稳定板后,π型梁颤振稳定性和涡振稳定性良好。

关键词： π型断面 CFD数值计算旋涡特征尺度风压系数分布