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风向角对高速列车驶出隧道过程中气动效应的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 419-430页

作者：王磊李宇杰张传凯骆建军叶子剑北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京市地铁运营有限公司北京100044 北京地铁工程管理有限公司北京100005 中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083

为研究风向角对驶出隧道过程中高速列车气动效应的影响,以某型高速动车组列车为研究对象,采用数值模拟方法对隧道内气动压力、列车风风速、流场分布及列车气动荷载进行分析。通过与动模型试验结果进出对比,验证数值模拟方法的准确性。... 详细信息

为研究风向角对驶出隧道过程中高速列车气动效应的影响,以某型高速动车组列车为研究对象,采用数值模拟方法对隧道内气动压力、列车风风速、流场分布及列车气动荷载进行分析。通过与动模型试验结果进出对比,验证数值模拟方法的准确性。研究结果表明:隧道壁面气动压力峰值及变化幅值最大值出现在隧道内部,且出现位置到隧道出口距离与风向角有关;背风侧气动压力受风向角影响更大,气动压力变化幅值随风向角增大呈现先减小后增大再减小的趋势;出口处列车风风速随风向角增大基本呈现先增大后减小的趋势,30°风向角时列车风风速最大,但迎、背风侧列车风风速峰值出现时刻不同;随着风向角增大,流场分布不对称性增强,列车绕流特性由流线型绕流逐渐过渡到钝体绕流,流动分离点到头车鼻尖的距离呈现先增大后减小最后再增大的变化规律,隧道内流动结构愈加复杂;气动横向力、升力变化幅值随风向角增加呈现先增后减趋势,头车横向力系数最大变化幅值分别是中车、尾车的2.4倍和2.6倍,升力系数最大变化幅值分别是中车、尾车的1.1倍和1.5倍,故保证头车安全是控制整车运行安全的关键;侧风下高速列车驶出隧道情形下的最不利风向角为30°,此时头车发生列车事故风险最高。

关键词：高速列车风向角侧风气动荷载

风向角对圆柱形腔体热损失特性影响的实验研究

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工程热物理学报 2014年第7期35卷 1378-1381页

作者：肖兰吴双应申祖国关靖宇李德磊重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044

采用电加热的方法,在恒热流和单独底面加热的情况下,实验研究了在不同风速和腔体倾角下风向角对一侧全开的圆柱形腔体热损失特性的影响。实验结果表明:风向角对混合对流热损失努塞尔数Nu_(c,w)的影响比较复杂,其影响与风速和腔体倾角有... 详细信息

采用电加热的方法,在恒热流和单独底面加热的情况下,实验研究了在不同风速和腔体倾角下风向角对一侧全开的圆柱形腔体热损失特性的影响。实验结果表明:风向角对混合对流热损失努塞尔数Nu_(c,w)的影响比较复杂,其影响与风速和腔体倾角有关;风向角对辐射热损失努塞尔数Nu_(r,w)的影响较小,Nu_(r,w)随风向角的变化只在一小范围内波动。风向角对导热、辐射和混合对流热损失影响较小;辐射和导热热损失随风向角变化有着相同的变化趋势,且它们近似相等,但均远小于混合对流热损失。

关键词：圆柱形腔体底面加热热损失风向角实验研究

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多方位风向角下动车组运行安全性研究

铁道学报 2023年第7期45卷 38-43页

作者：周素霞刘静远孙丽霞李红梅雷振宇北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044 北京建筑大学城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室北京100044 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081

为研究不同风向角下高速动车组的动力学性能,利用多体车辆动力学研究方法,对不同风向角下的某型动车组的车辆运行安全性进行仿真模拟分析。把气动载荷处理为时间函数,将其输入多体动力学软件,对动车组在风载作用下的动力学性能进行仿真... 详细信息

为研究不同风向角下高速动车组的动力学性能,利用多体车辆动力学研究方法,对不同风向角下的某型动车组的车辆运行安全性进行仿真模拟分析。把气动载荷处理为时间函数,将其输入多体动力学软件,对动车组在风载作用下的动力学性能进行仿真分析。利用8节连挂动车组模型,分别分析各辆车在不同风向角下的运行安全性。分析发现:头车受风载的影响最为明显,在风速20 m/s、车速300 km/h下的工况相较于在风速25 m/s、车速200 km/h下的工况对列车运行安全性影响大。其中在风速20 m/s、车速300 km/h下的工况105°风向角的风载对列车运行安全性影响最大。

关键词：安全性动力学风向角

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风向角和倾角对光伏阵列风荷载的影响

太阳能学报 2024年第1期45卷 25-31页

作者：全勇吴建高陈艳王辛铭敬海泉中机国际工程设计研究院有限责任公司长沙410021 杭州市规划和自然资源局余杭分局杭州311100 中南大学土木工程学院长沙410075

该文通过数值模拟方法,系统研究单竖排光伏阵列的风荷载特性以及风向角和倾角的影响。结果表明:光伏阵列在横风作用下,迎风侧光伏组件的风荷载系数最大;光伏组件阻力系数、升力系数以及扭矩系数均随倾角的增大而增大,且在倾角小于20°... 详细信息

该文通过数值模拟方法,系统研究单竖排光伏阵列的风荷载特性以及风向角和倾角的影响。结果表明:光伏阵列在横风作用下,迎风侧光伏组件的风荷载系数最大;光伏组件阻力系数、升力系数以及扭矩系数均随倾角的增大而增大,且在倾角小于20°时变化速率较大,大于20°之后体型系数趋于平缓;光伏阵列中,组件风荷载系数的遮挡效应十分明显,迎风侧光伏组件降低了背风侧组件的来流风速,使得位于下游区域的光伏组件所受风荷载显著减小,且倾角越大遮挡效应越明显。

关键词：光伏系统风荷载数值模拟风向角倾角

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风向角对超高层建筑横风向效应的影响

应用力学学报 2011年第5期28卷 480-485页

作者：邬华田村幸雄日本东京工艺大学风工程研究中心浙江大学宁波理工学院宁波310058

随着建筑高度的增加,结构自振周期延长,抗侧刚度相对变小,风荷载效应增大。本文以200m高的高层建筑为研究对象,基于风洞试验所得的横风向风压时程数据对其结构进行了计算。试验模型缩尺比为1/400。试验取风向角从0°到45°,每级风向角... 详细信息

随着建筑高度的增加,结构自振周期延长,抗侧刚度相对变小,风荷载效应增大。本文以200m高的高层建筑为研究对象,基于风洞试验所得的横风向风压时程数据对其结构进行了计算。试验模型缩尺比为1/400。试验取风向角从0°到45°,每级风向角增量为5°,模拟了两种地面粗糙度。对试验数据进行了迎风面和背风面气动效应的分析。考虑结构第一模态振型发生的位移,由振型分解法按Duhamel积分获得了结构顶点位移和顶点加速度,探讨了结构响应最大值和标准差与风向角、结构自振基频、地面粗糙度等因素的关系。研究表明:风荷载效应与风向角有密切的联系,结构最大响应一般发生在0°。

关键词：风荷载风向角结构效应高层建筑结构自振基频

不同风向角下线形布置双方柱脉动气动力特性研究

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振动与冲击 2021年第13期40卷 159-166,192页

作者：杨群吴倩云姜会民刘庆宽刘小兵石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 河北省风工程和风能利用工程技术创新中心石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043

为了给实际工程中线形布置双方形截面结构的脉动风荷载提供参考,通过刚性模型风洞试验测试了不同风向角下线形布置双方柱在不同间距时的脉动气动力系数,并与单方柱的结果进行了对比分析。结果表明:线形布置双方柱的脉动气动力特性按风... 详细信息

为了给实际工程中线形布置双方形截面结构的脉动风荷载提供参考,通过刚性模型风洞试验测试了不同风向角下线形布置双方柱在不同间距时的脉动气动力系数,并与单方柱的结果进行了对比分析。结果表明:线形布置双方柱的脉动气动力特性按风向角可分为小风向角(0°≤α≤10°)、中等风向角(10°风向角(80°≤α≤90°)三类。在小风向角和大风向角下,脉动气动力系数分别在3.0风向角下,脉动气动力系数随间距的变化没有发生突变,按风向角又可细分为10°<α≤30°和30°<α<80°两类。

关键词：线形布置双方柱风洞试验脉动气动力风向角

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风向角对CRH2列车气动特性的影响研究

铁道科学与工程学报 2021年第2期18卷 277-286页

作者：何旭辉左太辉邹云峰赖慧蕊肖飞中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075 武汉经济技术开发区(汉南区)住房和城乡建设局湖北武汉430056 中国铁路广州局集团有限公司工程质量监督站广东广州510030

为研究不同风向角下高速铁路列车气动力特性,分析流线型列车周围流场结构差异对列车气动力影响,以高速铁路典型CRH2列车为研究背景,采用风洞试验和数值模拟相结合的研究手段对不同工况下列车气动力和流场结构进行分析。研究结果表明:测... 详细信息

为研究不同风向角下高速铁路列车气动力特性,分析流线型列车周围流场结构差异对列车气动力影响,以高速铁路典型CRH2列车为研究背景,采用风洞试验和数值模拟相结合的研究手段对不同工况下列车气动力和流场结构进行分析。研究结果表明:测压和测力试验结果具有很好的一致性,数值模拟与风洞试验结果吻合良好,可用来分析风向角对列车气动特性的影响;分析得出头车和中车的风压分布和气动力变化规律显著不同,随着风向角的增大,头车侧力系数和升力系数先增大后减小,在风向角为60°左右达到最大值,中车侧力系数和升力系数一直增大,列车绕流状态具有明显的三维特性,不同风向角下气流绕列车呈不同绕流形式,在小于60°风向角下,列车绕流场主要呈流线型结构绕流特性,而大于60°风向角下,列车绕流场主要表现为钝体绕流特性,两种不同绕流状态导致列车气动力特性差异。

关键词： CRH2型列车风向角风洞试验数值模拟气动特性

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全风向角下双方柱脉动气动性能试验研究

湖南大学学报（自然科学版） 2021年第11期48卷 54-60页

作者：杜晓庆成文涛董浩天马文勇上海大学土木工程系上海200444 上海大学风工程和气动控制研究中心上海200444 上海大学力学与工程科学学院上海200444 石家庄铁道大学风工程研究中心河北石家庄050043

为阐明双方柱中上游方柱尾流对下游方柱脉动气动性能的影响,在雷诺数Re=8.0×104均匀来流条件下,完成了间距比P/B=1.25~5(其中P为柱心距,B为方柱边长)、全风向角α=0°~90°的双方柱测压风洞试验.分析了不同P/B条件时下游方柱脉动气动... 详细信息

为阐明双方柱中上游方柱尾流对下游方柱脉动气动性能的影响,在雷诺数Re=8.0×104均匀来流条件下,完成了间距比P/B=1.25~5(其中P为柱心距,B为方柱边长)、全风向角α=0°~90°的双方柱测压风洞试验.分析了不同P/B条件时下游方柱脉动气动力、升力功率谱、Strouhal数和气动力展向相关性随α的变化规律.发现P/B风向角变化.但在3≤P/B≤5且0°≤α≤30°时下游方柱脉动阻力远大于单方柱.下游方柱的脉动气动力、升力功率谱和气动力展向相关性随α的变化规律在P/B=3前后差异显著.P/B3时,下游方柱的脉动气动性能近似于单方柱.

关键词：双方柱脉动气动性能间距比风向角风洞试验

风向角对空冷结构体系风振系数影响的风洞试验研究

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世界地震工程 2017年第3期33卷 105-109页

作者：赵更歧李明陈星星郭俊平郑州大学土木工程学院河南郑州450000

由于空气冷凝器支架结构头重脚轻,振动易表现为前3阶的耦合振动,其风振系数的理论推导方法已经超出了我国规范规定的前提条件,因此制作相应气的弹模型进行风洞试验,分析了空冷结构体系的风振系数随风向角变化的规律,为确保此类结构的安... 详细信息

由于空气冷凝器支架结构头重脚轻,振动易表现为前3阶的耦合振动,其风振系数的理论推导方法已经超出了我国规范规定的前提条件,因此制作相应气的弹模型进行风洞试验,分析了空冷结构体系的风振系数随风向角变化的规律,为确保此类结构的安全提出:当风向与结构的刚度和质量对称轴平行时,建议风振系数值取2;结构布置时尽量避免结构质量和刚度对称轴与主风向成45°。

关键词：风洞试验风振系数风向角空冷结构体系