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第一届江苏省风工程学术会议

第一届江苏省风工程学术会议

  • 召开年：2018
  • 召开地：南京
  • 出版时间： 2018-01-05

主办单位：江苏省工程师学会

会议文集：第一届江苏省风工程学术会议论文集

会议论文

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  • 摘要：本文围绕复杂高耸结构的风振控制技术开展研究.首先,建立有限元模型对某复杂高耸结构进行了模态分析,获取了结构动力特性;随后,模拟了结构三维风场,开展了结构风致振动时域分析,探讨了结构响应分布规律;最后,利用结构消防水箱,设计了调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD),对比分析了减振结构的风致振动响应.结果表明,设置TMD后结构响应空间分布规律变化较小,且装置仅能对1阶模态对应响应能量起到衰减作用.较好的减振效果出现于风向角为270°时,响应最大可衰减30.05％.
  • 摘要：钢箱梁的疲劳破坏问题一直是桥梁工程领域的研究热点.本文针对风荷载作用下大跨缆索支撑钢箱梁桥的疲劳破坏问题开展研究,建立了全桥多尺度有限元模型并分析了日常风荷载和台风荷栽下焊接细节的应力特征,深入分析了日常风和台风引起的焊接细节疲劳累积损伤,讨论了风荷载的变异性对焊接细节疲劳性能的影响.研究结果表明,本文建立的全桥多尺度有限元模型能准确模拟焊接细节的风致抖振引起的应力.无论是日常风荷栽还是台风荷栽作用,两类作用下焊接细节的应力均表现出很强的随机性,不同时刻的应力幅值相差巨大,采用长期的分析结果才能可靠评估焊接细节的风致疲劳损伤;台风荷栽下焊接细节的应力水平明显高于日常风荷栽下焊接细节的应力水平;日常风荷载作用时间长,台风荷载引起的应力水平高,因此,两种风荷载对焊接细节的疲劳性能都有较大的影响.
  • 摘要：为了揭示初始损伤对混凝土材料动态力学性能的影响,基于SHPB实验装置,对不同强度圆柱体混凝土试件进行了动态冲击实验,应变率范围为5～46s-1.通过多次试验,确定了造成材料动态损伤的撞击速度,及其与混凝土强度的关系.研究结果表明,混凝土试件应变率为SHPB子弹撞击速度的函数,45％临界撞击速度能够对混凝土试件产生足够初始动态损伤.初次动态损伤对混凝土的初始空隙具有密实作用,有助于提高混凝土静态抗压强度,多次撞击后混凝土静态抗压强度和弹性模量显著降低,但初始动态损伤对混凝土的动态强度影响不大.
  • 摘要：结合泰州长江大桥和马鞍山长江公路大桥两座三塔两跨悬索桥的设计和施工经验,提出了一种新型的斜拉桥,并对大跨度桥梁的静风稳定性进行了分析.简单介绍了这种结构的原理,并建立了其有限元模型,分析了其风特性.研究其非线性静风稳定性,认为其具有快速收敛的优点.计算风攻角和不同的加劲梁约束系统在不同风速下对桥梁横向和竖向位移以及扭转角度的影响,得到桥梁的静力失稳模式.研究表明:弹性索系可以提高不同的钢筋混凝土粱支护体系的竖向弯曲刚度,抗风性能最优;此加固系统可提高三塔双跨悬索桥的自振频率和扭转刚度,减小扭振临界风速;当初始风攻角为3°时,悬索桥的重力刚度随着风速的增大而增大,结构不会出现不稳定现象.
  • 摘要：本研究利用在沿海建立的多源观测平台收集的台风莫拉克(2009)登陆过程中的多种观测资料,分析了台风登陆过程中边界层结构和湍流特征的变化.分析结果表明,热力学混合层高度和入流层高度在有对流时段比对流过后时段要高;同时混合层高度要低于入流层的高度,而最大切向风速的高度则高于入流层的高度;同时还发现了与台风在海洋上类似的混合层的恢复过程.此外还利用气象观测铁塔的资料分析了台风登陆过程中湍流特征的变化,发现动量通量、湍流动能和湍流积分尺度都在有对流时段要大于对流过后时段,并且同时增加;同时在湍流动能中是以切变驱使的湍流动能占主导地位.
  • 摘要：基础结构的冲刷病害是当今桥梁结构功能失效、丧失安全性能的最主要原因之一.随着计算机技术的迅速发展,计算流体动力学(CFD)数值计算方法不断应用于桥墩冲刷实际分析中.本文选用K-ε湍流模型对桥墩周围三维复杂流场建立数值模型,对CFD计算软件Fluent进行二次开发,计算河床面瞬时切应力并以此作为泥沙起动的判断标准,进而对边界动网格运一进行节点实时更新,以达到对桥墩周边流场以及局部冲刷的数值计算.该计算方法通过建立基于动网格自更新技术的三维流-固耦合模型,避免对地形函数进行人为假定,并将水流拖拽力与重力分力综合考虑为有效拖拽力以防止计算过程分母数值为零,提高计算收敛性与计算精度.将本文方法与B.W.Melville经典实验进行综合对比,证明其能够对桥墩周边流场以及冲刷发展形态进行实时动态三维定量分析与合理预测,具备计算精细化、准确性与经济性等优点.
  • 摘要：台风作用下大跨度斜拉桥的抖振性能备受关注.本文以2012年“海葵”台风为例,基于苏通大桥结构健康监测系统采集的实测数据,开展了强风作用下千米级斜拉桥风效应分析与评估.首先,根据风速仪记录的台风数据,详细分析了紊流强度、阵风因子、积分尺度、功率谱密度等风特性参数,并与规范建议值进行了对比.其次,采用主梁实测加速度数据,开展了台风全过程结构模态参数识别,并着重分析了模态参数的幅值依赖性.在此基础上,进一步分析了实测抖振响应与平均风速的映射关系,并与风洞试验结果进行了对比.最后,根据国际振动舒适度标准,对台风作用下千米级斜拉桥的振动适用性进行了评估.研究结果可为大跨度桥梁抗风性能分析与设计提供参考.
  • 摘要：现阶段国内外均缺乏大型冷却塔的现场实测和阻尼比取值,以及阻尼比对超大型冷却塔风振与地震作用影响的定量及定性分析.选取国内8座典型塔高和塔型的冷却塔进行现场测试,获取了环境激励下塔筒典型部位的加速度响应振动信号.首先采用随机减量法和自然激励技术对实测加速度信号进行预处理,然后结合ARMA、ITD和STD三种模态识别方法获得冷却塔前10阶结构自振频率和阻尼比,再借鉴振型组合的思路给出了8座测试塔的等效综合阻尼比,并拟合出以基频为目标函数的前10阶模态阻尼比和等效综合阻尼比的估算公式.研究表明,8座冷却塔实测频率与有限元分析结果较为一致,基频最大相差为4.4％;8座测试塔的综合等效阻尼比范围均在1.13％～2.16％之间,误差分析结果表明本文提出的阻尼比拟合公式精度高、稳定性好.随着阻尼比取值的减小,冷却塔不同部位地震响应极值影响程度依次为:环基＞塔筒＞支柱,而风振响应极值影响程度则依次为:支柱＞塔筒＞环基.本文主要结论可为此类大型冷却塔结构的阻尼比取值提供科学依据.
  • 摘要：海面风浪是海洋动力过程中最基本和重要的海洋环境参数,机栽SAR是机动灵活探测获取区域海面风浪参数的有效手段.针对机载双频共面SAR对海探测特点,利用L/C双频共面SAR的L和C两个波段的地球物理模型函数和后向散射系数等信息,通过联立地球物理模型函数、构建和求解最小代价函数,直接从SAR数据本身反演出海面风速和风向.结合反演获取的海面风场、海浪谱模型与方向函数构造海浪初猜谱,根据海浪谱到C波段SAR图像谱的非线性变换关系,通过非线性方程的解算得到最适海浪谱,并采用交叉谱法去除海浪传播180°方向模糊.论文提出的机载双频共面SAR海面风浪反演方法,充分利用了机载双频SAR海洋环境探测优势,解决了传统SAR海面风浪参数反演中依赖外部背景场的问题,并通过机载同步飞行试验验证了该方法的有效性,可为机载双频共面SAR海面风浪探测业务化提供支持.
  • 摘要：本文利用2010-2012年内蒙古锡林浩特草原的涡动相关法取得的观测资料以及MODIS数据,运用植被光合模型验证了归一化植被指数(NDVI)和增强型植被指数(EVI)与总初级生产力(GPP)三者之间的相关性,并运用对EVI对土壤温度和土壤含水量驱动的Q10形式和两种连乘形式的呼吸模型进行了改进.改进后的生态系统呼吸模型模拟效果得到了显著改进,决定系数提高约0.1;呼吸模型在生长季初期的高估现象被显著改善,整体变化趋势与实际观测值更为吻合.
  • 摘要：针对风、雨、桥面等各种激励下斜拉桥拉索振动及其控制问题,利用超弹性形状记忆合金(SMA)所具有的减振特性,开展了基于SMA阻尼器的斜拉索减振控制研究,主要包括:通过奥氏体NiTi SMA丝的温控拉伸试验,研究了环境加栽条件对SMA力学性能的影响,建立了SMA的超弹性本构模型;设计制作了一种新型SMA阻尼器,建立了该阻尼器的力学计算模型;根据Hamilton原理,建立了SMA阻尼器-拉索系统的非线性振动方程,给出了基于LQR控制算法的SMA阻尼器-斜拉索振动系统的最优控制设计原理和方法;以润扬大桥斜拉桥的缩尺模型为试验平台,研究了安装SMA阻尼器后桥面振动(参数)激励下J13模型索的减振效果.
  • 摘要：大型充气膜结构在雨雪、风压、高低温交变等荷载作用下,不可避免地会引起织物类蒙皮材料内固有缺陷的延展,达到一定程度张紧的蒙皮则会出现撕裂破坏.为此,本文开展了撕裂破坏影响因素分析,研究了织物类蒙皮材料的撕裂破坏特征.进而基于Hedgepeth细化模型基础,应用Griffith能量理论,推导了蒙皮材料抗撕裂强度理论公式.所得结论可为织物类蒙皮膜材的强度设计、裂纹止裂分析及结构的安全性评估提供参考.
  • 摘要：风力机属典型风敏感结构,在暴雨强风条件下易产生极端荷载效应.早期风力机风场研究多偏重于叶片气动性能,鲜有在风雨双向耦合算法下展开风力机离散相分布及荷载效应的研究.为系统探索此类风力机风驱雨分布特性,设置不同风速及雨强参数,以国内某1.5MW风力机为工程背景,设定最不利停机状态,展开风雨联合数值模拟.从雨滴着点分布特征、雨滴速度分布特性与雨荷载三个方面,系统分析风力机风驱雨分布特性.研究表明:风力机下部叶片在中等风速暴雨雨强下着点比例最高;相同雨强等级下,雨滴荷载随风速增加而升高;中等风速强大暴雨雨强工况下雨滴荷载值为九种工况中雨滴荷载极值.
  • 摘要：本文提出了胶合木梁柱植筋节点抗弯承载力、初始转动刚度和转动能力的组件法分析方法.梁柱钢节点被简化为T型钢模型,并设计了有、无横向腹板的试验研究并与简化计算模型进行验证.通过初始刚度、荷载承载力、弯矩-转角曲线等分析梁柱节点的力学性能.本文提出的模型与试验结果进行了对比,吻合较好.
  • 摘要：2016年6月23日,盐城阜宁发生了级别为EF4的龙卷风,其速度最高达到了73m/s.此次龙卷风对阜宁县及其附近地区的建筑造成惊人的破坏,并导致98人死亡,近200人重伤,给当地造成了重大的人员伤亡和财产损失.为了分析龙卷风对建筑的破坏机理,本研究小组对盐城阜宁6·23龙卷风进行了流体动力学仿真模拟,结果表明:1)龙卷风内部压强下降至0.8个大气压,在龙卷风核心区形成了很大负压荷载;2)龙卷风最大风速直径达50m,在100m直径的龙卷风范围内风速超过35m/s;3)最大风速所在的环形区域存在较大的垂向风速,且此风速随高度增大而增大,在80m处可达10m/s;4)地表面附近(3m以下)具有很大的湍动能、湍流强度、湍动能生成率、垂向脉动强度及耗散率.根据龙卷风模拟的初步结果,本文对阜宁低矮建筑的破坏机理进行简单的分析,为今后进行极端风载荷下的建筑设计提供一定的参考作用.
  • 摘要：本文基于平屋盖刚性模型风洞测压实测值,利用面积时程法得到全风向下平屋盖最不利的局部体型系数,并将计算结果与各国规范进行了对比分析.同时引入Hermite峰值因子计算非高斯区的峰值因子,得到平屋盖表面最不利的峰值风压,其理论结果与风洞试验结果吻合较好.参考日本荷栽规范和美国荷载规范,对平屋盖的局部体型系数和峰值吸力的分区进行重新界定并给出相应的建议值,研究结论可为大跨屋盖结构的抗风设计提供参考.
  • 摘要：本文通过对南港大桥进行现场检测,主要是表观损伤检测,包括桥面系构造检测、上部承重构件和一般构件检测、下部结构检测,运用养护规范法,按桥梁各部件权重及综合评定方法评估了桥梁的技术状况,评价结果认为该桥属于三类桥,应对其进行中修.最后通过对该桥各项部件全面地调查观测,进一步分析了造成桥梁主要病害的原因,提出了维修加固建议.建议:(1)将桥面破损部分全部凿除再浇筑新混凝土,并增加保护层厚度,注意加强养护,清理伸缩缝.(2)对于宽度小于0.15mm的裂缝,采用表面封闭法进行修补;对于宽度大于等于0.15mm的裂缝,采用埋嘴注胶的方式维修.(3)用T梁截面转换法对T梁进行加固处理.
  • 摘要：本文以润扬长江公路大桥(江苏段)接线工程路段上的一座大型户外独立高柱广告牌设施为研究对象,通过自编程序模拟脉动风速时程,并利用迈达斯软件建立了其三维有限元模型,在此基础上对广告牌进行模态分析及脉动风荷栽作用下的疲劳响应分析.分析结果表明,迈达斯软件能够较好地模拟广告牌结构在脉动风荷载作用下的疲劳响应,利用该软件进行广告牌结构的疲劳分析是可行的.最后,将广告牌疲劳等效应力幅值与规范限值进行比较,结果表明该结构能够满足规范要求.
  • 摘要：通过对6·23龙卷风后阜宁射阳两县受灾的包括砖混结构、钢结构、其他设施和构筑物等破坏情况调查,得出龙卷风对结构造成破坏的主要原因有以下五点:(1)实际风荷载超过了设计风荷载;(2)龙卷风涡核区强大的抽吸荷载和龙卷风旋转扭曲;(3)龙卷风形成围护结构的内外瞬间压降;(4)民房设计不合理,房屋圈梁构造不当,多无构造柱设置,农村自建房屋无政府监督管理;民房设计不合理,房屋圈梁构造不当,多无构造柱设置,农村自建房屋无政府监督管理,施工技术水平低下和房屋质量难以保证.(5)轻钢结构屋面轻、连接弱,立柱柔,一些轻质、高柔的高耸结构在龙卷风作用下不堪重负.根据龙卷风灾害情况,作者提出了原则性的建议,能为今后最大程度地降低超强风灾害起到作用.
  • 摘要：为了深入研究大跨度多塔悬索桥的抖振性能,基于ANSYS软件建立了某大跨度四塔悬索桥的三维有限元模型,采用抖振时域分析方法深入分析了该四塔悬索桥的主梁、主缆以及主塔等构件的抖振响应特征,并探讨了气动自激力、风谱模型以及主梁刚度、矢跨比、中塔刚度等结构参数对结构抖振性能的影响.结果表明;该四塔悬索桥的抖振响应表现出“缆随梁动,塔随缆动”的主要特征,主梁抖振响应直接关乎整个结构的振动形态;低风速下,气动自激力对抖振响应起抑制作用,忽略自激力作用将导致计算结果失真;采用实测拟合谱有利于大跨度桥梁抖振研究向精细化方向发展;设计阶段选取合适的结构参数有利于控制大跨度多塔悬索桥抖振响应的幅度.研究结果可为大跨度多塔悬索桥的结构设计与抖振性能分析提供参考.
  • 摘要：利用博贺海洋气象观测平台的铁塔高频观测资料,对2011年台风海马、洛坦,2012年台风启德和2015年台风彩虹登陆过程中的湍流通量变化情况进行了分析.对高频资料进行质控后,计算了以上4个台风的动量通量、感热通量、潜热通量和焓通量,比较了不同风速下湍流通量的大小变化.结果表明:在高风速下,各种湍流通量的大小随风速的增大都有明显增长的趋势,并且高风速情况下各种通量值的分布也更加分散.台风海马(2011)在2.5min,5min,10min和20min4种不同时间平均间隔下,通量的分布以及变化情况相似,与所取时间间隔无明显关联;而不同台风个例之间的某些通量存在明显的大小差异,登陆台风的湍流通量的大小与台风内部结构存在很大的关联.
  • 摘要：四塔组合会显著改变大型冷却塔的风荷载和风致响应,然而,利用单一指标难以对冷却塔抗风安全性进行全面、客观评价.以实际工程中最典型的串列、矩形、菱形、L形和斜L形五种四塔组合方案为例,基于刚体测压风洞试验获取了冷却塔群表面风荷栽分布.在此基础上,采用数理统计、极值估计、时频分析和有限元计算等技术手段探讨了不同来流风向角下典型四塔组合形式和塔群相对位置对冷却塔风荷栽和风致响应的影响规律.研究过程中系统讨论了包括整体气动力系数、局部风压、荷栽风振系数、极值风压、静风响应、稳定性能和极限承栽力等在内的风效应指标.本文研究成果可为此类大型冷却塔群组合方案选择和抗风设计取值提供参考依据.
  • 摘要：为研究台风不同区域风特性的特征及差异,基于苏通桥址区实测“海鸥”与“海葵”台风各72h的风速样本,开展了远近程台风实测风特性对比分析.首先,基于矢量分解法对两类台风的平均风速与平均风向进行了对比分析.其次,计算了远近程台风的紊流强度、阵风因子和紊流积分尺度,并采用最小二乘法对阵风因子与紊流强度的非线性关系以及紊流积分尺度的概率密度进行了拟合.进而,计算了远近程台风的紊流功率谱密度,并与规范推荐的风谱模型进行了对比.研究结果表明,与台风中心更接近的位置紊流强度与阵风因子值更大,紊流积分尺度值更小,且阵风因子与紊流强度之间存在较强的相关性.桥址区紊流功率谱密度不仅与风速大小相关,还与紊流强度大小有关.远近程台风实测风特性参数与规范建议值均存在一定偏差.研究结论可为完善现行桥梁抗风设计规范提供参考.
  • 摘要：基于流固藕合理论进行祸合风作用分析，成为结构抗风设计研究的热点，针对流固耦合界面信息传递问题进行了研究,总结为整体插值法和局部插值法.对基于径向基函数(RBF,Radial Basis Function)的整体插值算法进行了重点分析.通过程序编制,实现了对三维工程流固耦舍问题的分析.研究表明,RBF插值算法不依赖界面网格的拓扑信息,能有效解决流固接触界面上不匹配网格间的位移、速度、压强等物理量的信息传递,具有较高计算效率和精确度.
  • 摘要：近年来,随着中国经济建设的发展,住宅建筑已成为城市建筑群的重要组成部分.为研究底层架空建筑住宅区风环境,本文结合实例研究4种不同架空方式的小区室外风环境.结果表明:首层架空后,小区室外风环境得到明显改善.研究结论对城市小区规划有一定的指导作用.
  • 摘要：针对传统引入插值的谐波合成法的模拟效率仍受Cholesky分解制约的问题,提出了基于二维降阶Hermite插值的随机脉动风场快速模拟方法.该方法根据双索引频率的特征,通过引入二维插值技术,实现了对互谱密度矩阵的双向插值,使得Cholesky分解的次数不再依赖于模拟点数量与频率分段数,从而显著提升了谐波合成法的模拟效率.同时,对二维Hermite插值的偏导数引入近似表达,实现了二维Hermite插值的降阶表征.在保证足够模拟精度的前提下,所需Cholesky分解的次数可进一步缩减75％.以某大跨斜拉桥风场模拟为例,开展了本文方法的参数敏感性分析,并与本文正交分解方法进行了对比.研究结果表明:本文方法的模拟精度对插值参数变化的敏感性较弱,具有较好的鲁棒性;相比传统谐波合成法,本文方法的模拟效率可提高99.6％,且模拟误差小于1％;同时,本文方法在模拟效率与误差方面均显著优于本征正交分解法.
  • 摘要：本文以苏通大桥结构健康监测系统采集的结构应变响应为研究对象,采用雨流计数法获取了主梁长期运营过程中的应力幅直方图,根据对数正态分布概率密度函数对应力幅的概率分布进行拟合,从而估计应力幅值的均值与方差.在此基础上,进行苏通大桥主梁疲劳可靠度评估,研究结果可为大桥运营管理提供有效参考.
  • 摘要：为研究台风下风力机整机动力学复杂响应分析方法,采用非对称修正的Vbogus模型获取了台风风场的速度分布,并基于实测台风能量谱数据,结合谐波叠加法获取了风力机气动计算域各个离散节点处的时序脉动风速,从而实现了台风大尺度和风力机小尺度风场的耦合.基于粱理论建立了停机状态下6MW整机的动力学模型.通过对台风平均风速55m/s和70m/s下的风力机响应仿真,可知仿真的台风速度场分布特征与实测结果吻合较好,且随着平均风速增大,风力机叶尖挥舞显著增大,6MW风力机叶尖最大响应位移达12m.
  • 摘要：结合传统襟翼与格林襟翼,以风力机翼型S809为基础设计了一种新型尾缘襟翼结构.采用计算流体动力学(CFD,Computational Fluid Dynamics)方法,对一5°～12.5°迎角下,不同襟翼偏转角的带新型尾缘襟翼翼型进行了气动性能计算和流场模拟,分析了升阻力系数、压强云图和流线图,并与传统襟翼进行对比.结果表明,新型尾缘襟翼翼型比传统襟翼翼型升力系数和升阻比都有一定的提升,格林襟翼在98％弦长的位置具有一定的合理性,而且新型尾缘襟翼结构能有效改善翼型尾缘的失速特性.
  • 摘要：本文结合大涡模拟和动网格方法,研究侧风环境下桥塔尾流区域车辆瞬态气动力变化规律及形成机理.研究表明,侧风环境下车辆与桥塔尾流区域的回流相互作用,一方面导致车辆侧向气动力在桥塔背面跌至低谷;另一方面,车辆的穿行破坏了尾流区域的回流,导致车辆驶离桥塔时其侧向气动力迅速抬升,并高于进入桥塔时的气动力.研究解释了车辆在驶出桥塔背风面时翻车的原因.
  • 摘要：本文以苏通长江公路大桥为工程实例,采用随机车流作用下的车-桥耦合和风-车-桥耦合振动分析系统,研究交通流密度、车速和车-桥耦合效应等因素的影响.考虑到桥梁在随交通流作用下的动力放大系数具有很大的随机性,基于大量样本分析,由动力放大系数的概率分布来阐述各种因素的影响程度.研究表明,在强风环境下,大跨斜拉桥的主梁风振与车辆振动的耦合效应明显,这使得强风环境下交通荷载的动力放大系数可以达到25％.
  • 摘要：叶片偏航和干扰效应会显著影响大型风力机体系的气动性能,进而影响塔架-叶片体系的风振响应和稳定性能.以某5MW风力机为研究对象,采用大涡模拟方法进行最不利叶片位置下不同偏航角的风力机体系流场和气动力模拟,然后结合有限元方法系统分析了不同偏航角下风力机塔架-叶片耦合模型的动力特性、风振响应和稳定性能.研究发现:随着偏航角度的增大,塔架显著干扰区段最大负压和极值负压先减小后增大,层阻力系数逐渐增大,塔架顶部径向位移、叶片顺风向位移和叶片根部内力的均值及均方差均逐渐减小,而临界风速则呈现先减后增再减小的趋势.综合分析表明,0°偏航角下风力机体系气动性能和风振响应均最为不利.
  • 摘要：作为实现超长连续跨越的理想方案,大跨度多塔悬索桥具有良好的应用前景,但针对四塔以上悬索桥的研究目前尚不多见.本文根据大跨度四塔悬索桥的主要结构设计参数,基于ANSYS建立了该桥三维有限元计算模型,据此开展了大桥的动力特性分析.在此基础上采用全模态颤振频域分析法进行了颤振稳定性分析,获得了不同风攻角下大桥的颤振临界风速和颤振频率.结果表明:随着结构固有阻尼比增加,各风攻角下的桥梁颤振临界风速也随之提高,但影响并不显著.与具有相同主跨和断面形式的三塔悬索桥相比,四塔悬索桥由于总跨径增大,其颤振稳定性有所下降,这点值得引起注意.研究结果可为大跨度四塔悬索桥的抗风设计与分析提供参考.
  • 摘要：采用船载多普勒激光雷达测风技术在海上风电场进行风剖面测量时,船舶平台常常会在海洋环境载荷的作用下产生运动响应.为了检验船载激光雷达测风技术的测量性能,该文以两台激光雷达测风结果为研究对象,通过三自由度运动平台模拟船舶在海洋中的姿态,进行风剖面的同步观测试验,给出了两台激光雷达测风数据的比对个例,并对所有试验工况的对比数据进行线性回归统计分析,研究表明姿态角会影响激光雷达测风的精度,姿态角对激光雷达测风精度的影响具有不确定性.研究对船载多普勒激光雷达测风技术在海上风电项目中风资源评估的应用具有一定的指导意义.
  • 摘要：实测研究表明,台风期间脉动风速存在较强非平稳性,研究结构风工程由平稳向非平稳过渡是未来一大研究趋势.然而,现有基于时间序列低阶统计量的信号非平稳检验方法,仅能给出信号平稳性的定性分析结果,无法判断信号间非平稳度强弱关系.对此,本文基于递归图理论,结合质量损失函数,定义了局部递归率损失指标用于量化分析实测台风脉动风速非平稳度强弱.同时,基于所提出非平稳度量化分析指标,对常见信号平稳性开展分析,计算结果与游程检验法分析结论吻合.随后,将所提出指标用于苏通大桥结构健康监测系统实测台风脉动风速数据非平稳度评价,并与传统基于游程检验法分析结果进行对比.分析表明:所提出局部递归率损失指标更能适应实测台风脉动风速信号特征,可对实测台风脉动风速信号的非平稳程度进行客观的评价.
  • 摘要：近几年大型风力发电机组的塔架越来越高,风轮越来越大,由此导致风速在风轮扫掠面上的不均匀分布和作用在风轮和塔架上的交变荷载不可忽略.本文以某5MW风力机塔筒为对象,利用FAST软件在3D湍流风场中的停机和正常发电工况,获得风轮和机舱传递到塔筒顶端的荷载时程,塔筒所受风荷载通过风压时程并考虑塔筒的体形系数和受风面积得到,利用ABAQUS软件对风力机塔筒简化模型进行了非线性时程分析,基于B-R准则分析了塔筒的动力稳定性能.
  • 摘要：光伏发电效率受到工作温度的影响,为了提高光伏发电效率,研究一单个光伏组件与建筑外墙组成的通道内气流组织的温度场和流场极为重要.本文主要利用CFD方法对光伏组件周围气流组织的温度场及流场进行数值模拟,分析了光伏组件与建筑墙体外壁构成的流道内部气流组织达到稳态时气体的温度场和流动场的分布规律,为后续光伏组件工作温度的优化处理提供了参考.
  • 摘要：本文围绕大型风力发电机塔架的风致振动安全性能开展研究,对塔架风振响应进行了分析.首先,应用通用有限元软件ANSYS分别建立了风力发电机塔架的杆系模型和风力发电机风轮-机舱-塔架耦合的多尺度有限元模型,其中应力集中较大的塔架根部采用实体单元建模,上部塔架、机舱和风轮采用梁单元模拟;根部实体塔筒高度满足由圣维南原理确定的最小高度要求,单元类型采用solid186,单元划分按20mm划分.单元类型和划分策略通过焊缝焊趾处的最大应力变化确定.随后,建立了风力发电塔的风荷载模拟方法,并开展了基于多尺度有限元模型的风力发电塔风振响应分析.
  • 摘要：利用WRF模式中4种常用的边界层参数化方案(YSU,ACM2,MYJ,BL)模拟了2015年冬季苏州东山近地层气象要素并与观测数据进行对比,分析了不同边界层参数化方案的模拟效果,并对BL边界层方案与近地层方案的组合进行了敏感性试验,结果表明:(1)对于2m气温,白天BL方案的模拟效果最好,夜间YSU方案的模拟效果最好;(2)对于2m相对湿度,无论白天还是夜间,BL方案的模拟效果最好;(3)对于10m风速,无论白天还是夜间,MYJ方案的模拟效果均最好;对于风向的模拟,四种参数化方案均很好;(4)选择不同的近地层方案对风速、风向的模拟结果没有明显的影响;对2m温度的模拟结果影响较小;对2m相对湿度的模拟效果影响显著.
  • 摘要：本文以马鞍山大桥为研究背景,建立了常规三塔两跨悬索桥和塔顶设置了加劲索的三塔两跨悬索桥的有限元模型,用MIDAS/civil软件对其进行了非线性屈曲分析,得到了两种桥型跨中截面横向位移、竖向位移和扭转角随风速的变化值.分析得出:设置加劲索的结构在低风速下位移和扭转角小于未设加劲索的结构,而两种结构在145m/s的风速下均会突然发生失稳,因此两种结构的失稳临界风速为145m/s.
  • 摘要：为研究爆炸冲击作用下装配式桥墩的损伤,运用ANSYS/LS-DYNA建立了装配式桥墩的三维分离式模型.基于该模型,研究了相同爆炸作用下装配式桥墩墩身节段长细比、初始预应力水平对损伤的影响.结果表明:墩身节段长细比减小使墩身由弯曲破坏逐渐变为节段间相对位移,增加初始预应力水平可以在一定程度上提高装配式桥墩的抗爆性能.
  • 摘要：对某一具有代表性的大型体育场刚性模型进行了表面测压风洞试验,介绍了试验所采用的主要技术参数和基本的数据处理方法,分析了结构典型测点在不同风向角下的风压变化规律,给出了该体育场屋盖上的对应于50年和100年重现期的10min平均的风压值及前10个最小极值风压值.分析表明:风压系数平均值分布规律性明显,能体现屋面流场分布情况;均方根值则在一定程度上反映出气流分离和旋涡脱落情况.典型体育场屋面上表面主要分布为负压,迎风边缘及突出部位较大,低凹处及尾流区域较小;屋面下表面在迎风的钝体边缘有较大区域正压出现,背风部分分布为不大的均匀负压.
  • 摘要：针对降雨条件下风廓线雷达探测得到的垂直气流速度失真的问题,采用基于窗孔加权法的有限冲激响应(FIR)带通滤波器对时域回波数据进行滤波处理,去除降雨杂波的干扰,还原真实垂直气流速度.论文提出的基于时域滤波的降雨条件下风廓线雷达探测垂直气流方法,有效解决了降雨条件下垂直气流回波淹没在降雨杂波中的问题,为垂直气流探测的业务化应用提供了有力支撑.
  • 摘要：剪切型阻尼器是通过金属的塑性变形来消耗地震和强风产生的能量,目前已被广泛应用于结构的抗震设计中.充分利用稳定的面内变形是剪切型阻尼器发挥其极限耗能能力的前提.然而,面外屈曲和角部断裂是限制阻尼器发挥稳定面内变形能力的重要影响因素.本课题通过结构实验,得出不同宽厚比下阻尼结构的极限失稳模式,并与传统薄板屈曲理论进行分析对比.
  • 摘要：本文经理论推导,得出在假设空气静止、结构振动时,空气对结构的作用与结构振动速度的平方成正比,比例系数为空气密度与阻力系数的乘积,即p=ρ0cv2.为验证理论结论的正确性,本文设计了一项单摆实验测量其在摆动过程中位移的衰减规律,借助MATLAB计算软件进行单摆运动的理论研究,绘制并对比规律曲线.通过理论分析与实验对比,说明结构振动时的风载取值应当考虑时间因素,建议可按本文所推导公式对荷载取值.本文的分析结果可为桥梁、大跨结构及高层等设计的风荷载取值提供参考.

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