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下击暴流作用下高速铁路全封闭声屏障风荷特性研究
2025年
高速铁路全封闭声屏障作为典型的长距离线状风敏感结构,其遭遇下击暴流袭击的几率较大。为深入理解下击暴流作用下结构的风荷特性,基于冲击射流模型建立下击暴流风场,据此分析下击暴流风场距离全封闭声屏障中心不同距离r、下击暴流不同移动角度路径θ和不同地面粗糙度z_(0)下高速铁路全封闭声屏障结构表面风荷分布特性,在此基础上,给出了结构抗下击暴流设计建议。分析结果表明,当r=0、z_(0)=0时,结构表面风压系数整体较大,最大值1.02出现在结构迎风侧板中部;当r=D_(jet)(D_(jet)为射流管直径)、z_(0)=0时,结构表面风压系数整体较小,最大值0.68出现在结构迎风面中部;相比于θ=90°,当θ=0°时,结构表面来流端风压系数显著增大,尾流端风压系数显著减小;随着z_(0)的增加,结构迎风面风压系数减小,背风面风压系数绝对值也减小,且迎风面中部区域风压系数衰减显著;下击暴流移动过程中结构侧板上方流场显著改变,其表面风压系数变化幅度较大,建议全封闭声屏障抗下击暴流设计时应加强侧板及其与顶板拐角处的连接。
李玉学李玉学白昕川
关键词:下击暴流风荷载特性数值模拟风压系数
螺旋线防舞阻尼器对集电导线风荷特性的影响研究
2025年
安装螺旋线防舞阻尼器可以有效抑制集电线路舞动响应,但也会导致其风荷系数与规范规定值有明显差异。为此,采用数值模拟方法分析了螺旋线防舞阻尼器的螺距、来流风速对风荷特性的影响。对比不同规范的风荷系数值与CFD结果可知,螺距≤14 D时,雷诺数对体型系数影响明显;螺距>14D后,螺距及雷诺数增加均使得体型系数明显增加;安装螺旋线阻尼器显著降低了导线脉动力幅值但几乎不影响脉动力峰值频率。机理分析结果表明,防舞器螺旋线引导来流绕过导线表面,对导线背风侧绕流起到了能量输入,从而沿螺旋线形成了稳定的展向压力梯度场。它不仅抑制了沿导线展向的三维流动效应,而且抑制了导线背风面的分离涡振荡,从而显著降低了脉动荷幅值。
张小贝雷原徐庆鸿丁为党会学姜自国
关键词:风荷载特性螺旋线
稳态雷暴冲击风场下矩形梁风荷特性试验研究
2025年
【目的目的】考察稳态雷暴冲击风场对大跨度桥梁风特性风荷的影响。【方法方法】基于雷暴冲击风试验装置模拟了稳态雷暴冲击风场,以典型矩形梁断面为研究对象,探究了稳态雷暴冲击风场对矩形梁风压系数及风荷特性的影响规律。【结果结果】所采用的雷暴冲击风试验装置能够产生精度较高的雷暴冲击风场,具备模拟稳态雷暴冲击风场的条件。在半径r=0.6D_(jet)~2.75D_(jet)(D_(jet)为喷嘴直径)范围内,雷暴冲击风水平风速的竖向风剖面整体呈“鼻子”状。不同高度处雷暴冲击风的风攻角大多处于负攻角状态,且在一定高度范围内,雷暴冲击风的风攻角绝对值随着高度的增加而增加。受喷嘴下方高气压的影响,当矩形梁位于喷嘴正下方时,矩形梁断面整体表现为正压;随着径向距离的增加,雷暴冲击风风速逐渐由竖向演变为以水平方向为主,矩形梁表面风压逐渐变小。在r=0~2.0D_(jet)范围内,矩形梁升力和阻力的变化最为剧烈,且在该范围内出现最大值;不同离地高度的矩形梁的升力和阻力随径向位置的变化趋势基本相同。【结论结论】研究成果可为雷暴冲击风作用下桥梁等钝体结构的风荷分布提供参考。
胡朋龙佳慧胡广德陈飞陈婉婷韩艳
关键词:矩形梁风场特性风压系数
龙卷风作用下扰流板角度对双坡建筑风荷特性的影响
2025年
文章基于计算流体动力学方法,利用ANSYS FLUENT有限元分析软件建立龙卷风发生装置,通过剪切应力输运k-ω湍流模型研究龙卷风作用下的双坡屋面建筑风荷,对于0°、45°、90°龙卷风方位角,分析得到有、无扰流板和不同扰流板角度下建筑表面风压分布规律以及平均风压系数。结果表明:当扰流板与建筑迎风面风速方向垂直时,扰流板的存在显著减小双坡屋面建筑的龙卷风荷作用,当扰流板与建筑迎风面风速方向平行时,扰流板反而会增大双坡屋面建筑龙卷风荷作用,15°扰流板的综合性能最好。
李奭洪沈嘉张毅凡朱才茂陈政帆陈品策
关键词:龙卷风扰流板平均风压系数
龙卷风作用下连续双坡屋面风荷特性的数值模拟研究
2025年
为探究龙卷风作用下连续双坡屋面的风压分布规律,基于计算流体力学数值模拟,采用Realizable k-ε湍流模型,研究在30°、45°、60°等不同坡度条件下,涡流比分别为0.18、0.30、0.50、0.80、1.00、1.50且放置于龙卷风中心的双坡房屋建筑顶面风压分布。结果表明:1)当建筑物位于龙卷风中心时,屋面风荷主要表现为吸力;随着坡角增加,最大负压略有下降,约减少1.5%,双坡屋面风压变化范围较小;2)随着坡角增大,右侧屋脊与双坡中心处易发生漩涡脱落,产生较大的负压,导致双坡屋面中心与右侧出现较大负压;3)随着涡流比增大,连续双坡屋面风压系数绝对值呈现先增后减再增再减的趋势,在涡流比为0.3和1.5的工况下,分别出现极大值1.680与极小值0.472,数值下降约72%;4)在低涡流比时,涡核半径较小,屋面风压变化显著;而在高涡流比时,风压等值线差值较小,屋面风压变化较为平缓。
张舒涵李方慧赵方锐寇佳茵白宇
关键词:龙卷风涡流比低矮建筑数值模拟
福建圆形土楼悬挑屋盖风荷特性及气动抗风措施研究
2024年
福建圆形土楼悬挑屋盖属于风敏感结构,且处于我国台风多发区,为提升结构的风灾防御水平,保障其抗风安全,采用CFD数值模拟方法对屋盖表面风荷分布特性进行研究,同时提出了增强其抗风性能的气动抗风措施。研究表明:圆形土楼悬挑屋盖迎风面风压较大,其中,内、外悬挑屋盖端部风压系数绝对值最大,分别达到1.5和0.75,属于风荷敏感部位;在外悬挑屋盖端部加设竖直挡风板和波纹挡风板均可以一定程度地卸上述风荷敏感部位的风压值,综合比较,设置波纹挡风板较竖直挡风板对风压卸效果更好;对于设置波纹挡风板,当其相对高度h/Hj=0.05(h为波纹挡风板高度,Hj为地面到屋脊处距离)、倾角θ=-45°、波纹圆弧半径R=5.5 m时整体对屋盖表面风压卸效果最优,其内、外悬挑屋盖端部风压系数卸率分别达到40.1%和54%,原因在于倾斜布置的波纹挡风板对悬挑屋盖表面来流起到阻挡作用,使得气流撞击形成的漩涡从屋盖悬挑端转移到挡风板表面,同时波纹的存在降低了内、外悬挑屋盖表面气流漩涡强度,从而达到卸屋面风荷的效果。
李玉学李玉学李海云
关键词:悬挑屋盖风荷载特性抗风措施
双坡光伏板风荷特性试验研究
2024年
【目的】为研究双坡光伏支架结构的风荷特性。【方法】通过刚性模型风洞测压试验研究来流风向角、支架倾角和板间间距对双坡光伏板表面风压分布和体型系数的影响规律,并与中美日三国荷规范取值进行对比,给出体型系数取值建议。【结果】结果表明:在15°风向角情况下,局部体型系数极值出现板端迎风角部区域;0°为双坡光伏板整体体型系数的最不利风向,光伏板的风荷随着倾角的增加而增大;倾角越大,板间间距对光伏板风荷的影响越显著,迎风面板对间距的敏感程度明显大于背风面板;支架倾角大于15°时,背风光伏板体型系数高于我国《建筑结构荷规范》类双坡光伏板的规范值。
汪新金王顺波邱冶
关键词:风洞试验风荷载体型系数
联排凹曲面屋盖的风荷特性试验研究
2024年
为了探究凹曲面屋盖的风荷特性并为实际工程提供抗风设计参考,对3种联排凹曲面屋盖进行刚性模型风洞测压试验,系统分析联排数及风向角对凹曲面屋盖升力系数、平均风压系数和极值风压系数的影响.结果表明:屋盖整体升力系数随着联排数的增加不断降低,各屋盖的升力系数受风向角影响较大.在不同联排数及风向角下,屋盖整体承受向上的风吸力,屋盖的平均风压系数表现出复杂的波动性;在迎风屋盖边缘处的气流分离现象明显,导致该处存在较大风吸力;越远离迎风侧的屋盖,平均风压系数的波动越小,稳定于-0.1.联排数对极值风压系数的影响不可忽略,尤其是极小值负压系数,边缘屋盖分区极小值负压系数的最小值为-5.1,中间屋盖分区极小值负压系数的最小值为-3.3.基于试验结果,总结给出不同联排凹曲面屋盖分区的平均风压系数和极值风压系数.
郝树仁李天娥彭辉武海全闫月勤李海旺苏宁
关键词:风洞试验风荷载
外立面突出构件对高层建筑风荷特性影响研究
2024年
为研究方形高层建筑表面外立面突出构件对高层建筑风荷的影响,通过在光滑表面分别贴11种不同形式突出构件的方法改变建筑表面外立面突出构件,进行方形高层建筑模型测压试验,得到各工况下层风力系数,进而分析了矩形格栅工况下层风力功率谱和相关性的影响。研究表明:三种模型表面的布置均会增大建筑脉动阻力系数,矩形格栅和水平板的布置会略微增大平均阻力系数,竖向板和矩形格栅的布置都会减小脉动升力系数,增幅随测点层高度的下降而增大。表面布有矩形格栅板会降低建筑物横风向脉动风荷,但宽度越大,降低效果越不明显,甚至当宽度增大到一定程度时,会增大建筑物横风向脉动风荷。矩形格栅框基本上既不会改变横风向脉动层风力功率谱也不会改变层风力相关性,只有增加矩形格栅框厚度时会略微改变。总的来说,方形建筑表面布置合理尺寸的水平板、竖向板、矩形格栅有利于气动优化。
易嘉欣李永贵
关键词:高层建筑风荷载风洞试验气动力
超高层建筑风荷特性和风振响应干扰效应的研究
现代超高层建筑受到风荷的作用更为敏感。由于承受的风荷过大,可能会导致超高层建筑局部结构的损坏,而且顶部过大的加速度还会影响人们居住和使用的舒适性。城市中往往存在两个或者多个超高层建筑在一定距离内建立的情况,这会存在流...
王乾森
关键词:超高层建筑气动力系数

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谢壮宁
作品数:299被引量:998H指数:20
供职机构:华南理工大学
研究主题:风洞试验 风荷载 高层建筑 超高层建筑 风致响应
杨庆山
作品数:444被引量:2,286H指数:24
供职机构:重庆大学土木工程学院
研究主题:风荷载 风洞试验 风振响应 风压系数 大涡模拟
李秋胜
作品数:192被引量:901H指数:17
供职机构:香港城市大学
研究主题:风洞试验 风荷载 高层建筑 低矮房屋 超高层建筑
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作品数:123被引量:352H指数:11
供职机构:华南理工大学
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李波
作品数:470被引量:1,928H指数:19
供职机构:西安理工大学
研究主题:离心模型试验 离心模型 风洞试验 风荷载 碾压混凝土坝