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工程力学 2024年

作者：张自强尹亚鹏王汉封中南大学土木工程学院中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心

通过风洞实验，研究了附属柔膜对宽厚比B/D = 5的单自由度矩形柱扭转颤振的控制效果。在折减风速U*= 0～9.7范围内，分析了不同参数的附属柔膜对矩形柱的振幅、表面风压分布和颤振导数的影响规律。实验结果表明：无量纲刚度KB适中的柔... 详细信息

通过风洞实验，研究了附属柔膜对宽厚比B/D = 5的单自由度矩形柱扭转颤振的控制效果。在折减风速U*= 0～9.7范围内，分析了不同参数的附属柔膜对矩形柱的振幅、表面风压分布和颤振导数的影响规律。实验结果表明：无量纲刚度KB适中的柔膜会发生拍动，并能够显著提高矩形柱的颤振临界风速，最高可提升93%；矩形柱的扭转颤振抑制效果是由其前缘附属柔膜决定，与后缘附属柔膜无关。风压分布结果显示，拍动的附属柔膜能够明显降低矩形柱前缘附近的平均风压和脉动风压。强迫振动试验发现，无控制工况的颤振导数A2*随着U*的增加将由负变正并持续增大，而拍动的柔膜使A2*始终维持在零附近。这意味着拍动的附属柔膜可显著减小由扭转运动产生的气动负阻尼，从而大幅提高矩形柱的颤振性能。

关键词：风洞试验矩形柱颤振控制柔膜风压分布颤振导数

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附属柔膜对矩形柱扭转颤振影响的实验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第11期54卷 4472-4480页

作者：杨双月王汉封赵崇宇中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 曼彻斯特大学地球环境科学学院英国曼彻斯特M139PL

通过风洞实验,研究附属柔膜对宽厚比B/D=3的单自由度矩形柱体扭转颤振的控制效果。柔膜固定于矩形迎风侧两边缘,高度d=0.5D。在折减风速Ur=0~22条件下,测量有、无控制状态下的振幅、尾流频率和尾流结构等。研究结果表明:前沿柔膜能够显... 详细信息

通过风洞实验,研究附属柔膜对宽厚比B/D=3的单自由度矩形柱体扭转颤振的控制效果。柔膜固定于矩形迎风侧两边缘,高度d=0.5D。在折减风速Ur=0~22条件下,测量有、无控制状态下的振幅、尾流频率和尾流结构等。研究结果表明:前沿柔膜能够显著提高模型颤振临界风速,并大幅度减小颤振振幅。控制工况中,Ur=12.8时模型仍未起振,而柔膜已发生大幅拍动,并显著削弱了尾流中周期性涡脱。尽管控制工况中颤振振幅明显减小,但颤振发生后尾流主导频率仍锁定于结构固有频率,类似于无控制情况。颤振发生后,控制工况中拍动的柔膜仍能明显削弱模型尾流中的前缘涡,并减小流体对结构的气动力和做功,从而最终起到了抑制颤振的效果。

关键词：二维矩形柱扭转颤振柔膜 PIV实验相平均

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附属柔膜对矩形柱扭转颤振影响的实验研究

附属柔膜对矩形柱扭转颤振影响的实验研究

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作者：杨双月中南大学

学位级别：硕士

在实际工程中,由于来流风速的影响,很多原本被设计为刚接的结构会发生扭转颤振,从而带来破坏性后果。本文通过风洞实验,对不同风攻角下,宽厚比B/D=3的静止二维矩形柱的风压特性、尾流涡脱和流场结构进行了探究。并进一步探究了附属柔膜... 详细信息

在实际工程中,由于来流风速的影响,很多原本被设计为刚接的结构会发生扭转颤振,从而带来破坏性后果。本文通过风洞实验,对不同风攻角下,宽厚比B/D=3的静止二维矩形柱的风压特性、尾流涡脱和流场结构进行了探究。并进一步探究了附属柔膜对宽厚比B/D=3的二维单自由度矩形柱体扭转颤振的控制效果。柔膜固定于矩形柱迎风侧两边缘,高度d=0.5D。在折减风速U=0～22条件下,测量了有、无控制状态下的振幅、尾流频率和尾流结构等。通过实验,得出以下结论:(1)对于静止矩形柱,随着风攻角的增大,矩形柱中间截面平均风压系数分布发生变化,尾流主导涡脱频率逐渐减小,尾缘下游产生二次反向旋转涡,沿表面向下对流,尾涡尺寸也不断增大。当风攻角增加至90°时,流动在迎风面中点处发生分离,模型尾部卷起两个对称的旋涡。在模型尾缘附近下游,随着流体向下游流动,旋涡的大小和强度也随之增大。(2)对于无控制矩形柱,当其处于静止状态,且来流速度相对较小时,尾流旋涡脱落频率随着风速的增大而增大,尾缘下游出现规则的卡门涡街,且涡街宽度相对较窄。当风速增大至临界值时,矩形柱发生扭转颤振,尾流涡脱主导频率锁定于结构固有频率。并且,扭转颤振振幅随风速的增大而增大。当振幅增大至一定值后保持不变,此时风速对振幅不再产生影响。矩形柱扭转颤振角位移以正弦函数形式不断周期性变化,不管模型迎风面两侧是否布置柔膜结构,矩形柱发生扭转颤振运动后都不会发散。(3)矩形柱扭转颤振过程中的瞬时扭矩与其角位移的相平面关系会出现正、负滞后现象。这与结构和流体之间的能量交换有关。当瞬时扭矩正滞后于扭转颤振角位移时,结构从流体获取能量;当瞬时扭矩负滞后于角位移时,结构向流体中释放能量。(4)前沿柔膜结构能够使矩形柱颤振临界风速提高76.8%左右,并大幅减小矩形柱的扭转颤振振幅,U=20.0时的最大振幅减小约40.8%。矩形柱还未发生扭转颤振时,对于附加柔膜的控制工况,当柔膜处于顺流向弯曲状态时,尾流涡脱主频随U线性增大,与无控制工况相比,两侧脱落旋涡的间距增大,涡街宽度也明显变大,导致控制工况下扭转颤振发生前St数的减小;当柔膜拍动后,显著削弱了尾流中周期性涡脱;扭转颤振发生后,尾流主频被锁定于固有频率,与无控制工况类似。(5)尾流相平均结果显示,扭转颤振发生后,控制工况中拍动的柔膜仍能明显削弱模型尾流中的前缘分离涡,并显著减小流体对结构的做功,从而起到了抑制扭转颤振的效果,最终反映为同一来流速度下,矩形柱扭转颤振振幅减小。图80幅,表1个,参考文献97篇

关键词：二维矩形柱扭转颤振柔膜 PIV实验相平均

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巷旁柔膜沿空留巷技术在新庄矿的应用

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水力采煤与管道运输 2015年第2期 56-58页

作者：韩良政杨为振河南神火煤电股份有限公司新庄矿河南永城476400

采用新型巷旁柔膜沿空留巷技术,克服了传统沿空留巷技术的缺点和不足,具有工艺简单、可连续进行、减少成本等优点,该技术成功应用不仅能提高资源回收率,还能缓解接替紧张状况,实现工作面Y型通风,有效解决上隅角瓦斯积聚问题,具有较高的... 详细信息

采用新型巷旁柔膜沿空留巷技术,克服了传统沿空留巷技术的缺点和不足,具有工艺简单、可连续进行、减少成本等优点,该技术成功应用不仅能提高资源回收率,还能缓解接替紧张状况,实现工作面Y型通风,有效解决上隅角瓦斯积聚问题,具有较高的推广价值和良好的发展前景。

关键词：沿空留巷柔膜巷旁高水材料效益

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