高速铁路Y型声屏障动态特性数值研究

以Y型声屏障为研究对象,建立高速列车?声屏障流体动力学和有限元仿真模型,模拟列车进出声屏障区域全过程,从列车速度、声屏障?列车距离、声屏障折板角度等因素研究Y型声屏障的动态响应特性.研究结果表明:当列车通过声屏障时,脉动风压呈明显的头波和尾波效应;沿高度方向脉动风压自下而上减小,在Y型折板处急剧下降,底部脉动风压约为顶...     

大面积屋顶上下表面脉动风压的相关性分析

通过对武汉体育屋顶风洞试验上下表面同步测压数据的分析,研究了屋顶上下表面脉动风压的相关性及其和屋顶脉动风荷载之间的关系,并通过分析有关文献建议的脉动风压计算方法可能产生的误差,初步讨论了体育场大面积屋顶结构在抗风实验研究中上下表面非同步测压技术的可行性和可靠性,以及采用上下同步测压的必要性。     

非高斯脉动风压的分形模拟研究

基于风洞试验中采集的厦门沿海某高层建筑模型的表面风压时程,计算各测点脉动风压的分形维数,偏度系数和峰度系数,找出脉动风压呈现较明显的非高斯特性的4个测点.考虑脉动风时程具有分形的特性,结合相关性变形法,采用具有分形特性的Weierstrass-Mandelbrot函数对非高斯特性明显的4个测点的脉动风压进行了模拟.结果表明,模拟得到的4个测点的非高斯脉动风压时程与风洞试验的非高斯脉动风压时程的概率分布曲线吻合较好,功率谱图形比较相似,分形维数,偏度系数和峰度系数均比较接近.说明本文所提出的用分形方法模拟具有非高斯特性的脉动风压是可行的,弥补了传统的线性滤波器法和谐波叠加法模拟结果均不具有分形特性的缺点,对非高斯脉动风压的数值模拟有一定的参考价值.     

高层建筑风压脉动对室内热舒适性的影响

本文根据相关文献给出的高层建筑风压脉动随时间、风向等的变化而出现的规则与不规则的变化规律,以及高层建筑绕流空气动力特性,分析了高层建筑表面风压随来流、风向和时间发生较大变化的区域和特征,指出高层建筑物的自然通风或渗透风量处于不稳定状态,在一定周期内会有较大波动,室内空气温度、湿度和湍流度等难以控制,直接影响到室内热舒适性.同时给出了克服高层建筑风压脉动所造成的室内空气环境参数波动的技术措施和方法.     

不同风场下开、闭鞍型屋盖脉动风压特性分析

在B类和D类风场条件下,对底部开敞和封闭的鞍型索网屋盖刚性模型进行了风洞测压试验.根据同步测量的风压数据,分析了不同风场条件下这两类鞍型索网屋盖上的脉动风压的分布规律及相互关系;通过对开敞和封闭的鞍型屋盖表面脉动风压功率谱及风压时程的对比分析,考察底部开敞对鞍型屋盖脉动风压分布特性的影响规律.风场对脉动风压系数分布有较大影响;脉动风压的分布类似于平均风压场的分布规律;底部封闭鞍型索网屋盖的脉动风压能量主要集中在折减频率小于0.3范围内,而底部开敞鞍型屋盖脉动风压的高频段能量高于底部封闭情况.     

脉动风压测压系统的优化设计

利用基于高精度的流体管道耗散模型所建立起来的传递矩阵方法建立了小管径测压管路的动态特性分析数学模型,并对编写的计算程序作了相应的试验验证。定义了控制系统频率响应品质的目标函数,并采用Matlab优化工具箱优化计算了1000mm长度传压管的最佳管路尺寸设计方案,得到较为满意的结果,同时也分析比较了采用加压扁管方法的误差,所得结果及优化设计方法可以供多路脉动风压测试的风洞试验中设计传压管路系统时参考。     

悬臂弧形挑篷脉动风压的概率特征

通过对体育场典型悬臂弧形挑篷模型的测压风洞试验,研究挑篷表面脉动风压的概率分布形式,确定威布尔分布较适合描述挑篷表面脉动风压的概率分布形式,总结出设定偏移量和形状参数及特征参数之间简单的线性关系,三参数的威布尔分布可以用设定偏移量这一单参数来表述.在此基础上确定了适用于挑篷表面最不利风荷载统计的峰值因子取值范围.     

大跨度屋盖表面风压系数的试验研究

以两个大跨度屋盖结构为例，通过风洞模拟试验说明大跨度屋盖表面风压的复杂性，初步分析了风速变化对大跨度屋盖表面平均风压系数的影响。     

单侧弧形挑篷脉动风压的小波分析

基于弧形挑篷模型测压风洞试验,对采集到的风压样本进行了连续小波变换、母小波的选取及多分辨率分析,并对各尺度上脉动风压小波系数和尺度系数的相关性进行了分析,识别了弧形挑篷风压在不同频率范围内的能量分布情况,并以不同频率范围内的风压信号相关性差异,确定脉动风压传播的频率范围.小波分析对研究结构表面风压分布和脉动风压的传播特征有很大的作用,其分析方法和工程应用方法值得进一步研究.     

低声屏障在旅游公路建设中的应用

通过某旅游公路建设,探讨改善旅游公路的生态环境影响,提出采用低声屏障,改善交通环境。通过计算、检测相结合等方法对降噪效果进行评价,认为低声屏障可有效地控制交通噪声。     

铁路声屏障与轨边矮墙优化设计研究

声屏障的高昂成本往往是由不合理的设计参数造成的.基于铁路噪声预测模型和有限长声屏障设计方法,提出了声屏障优化设计方法.该方法以声屏障建造成本为目标函数,以降噪要求为声学约束,综合考虑设置位置、高度和长度等设计变量的影响.由列车噪声1/3倍频程频谱计算插入损失,通过修正车屏间反射作用,提高了优化过程中插入损失的计算精度.经过与目前设计方法比较,验证了优化方法在铁路声屏障和轻轨桥架声屏障设计中改善经济性能和降噪性能的优越性,并且对轨边矮墙的降噪特性进行了分析,讨论了设计参数对成本和降噪性能的影响.结论对声屏障和轨边矮墙设计参数与形状的选择具有指导意义.     

利用声屏障降低铁路噪声对居民环境的影响

降低铁路噪声的措施，应从我国的实际情况出发，吸取国内外先进经验及作法，采取相应的防治措施．讨论影响铁路噪声的主要因素及声屏障结构特点，降噪效果分析计算等，并通过实测说明声屏障对降低铁路噪声的效果．     

突变风与列车风耦合气动载荷下风屏障的强度分析

自然风与列车风的耦合气动作用是铁路风屏障产生弯曲、扭转等变形的主要原因。建立了列车-风屏障耦合的三维气动仿真模型,对风屏障在突变风与列车风耦合作用下压力分布规律进行了分析。建立了风屏障固体结构分析模型,对风屏障进行了模态分析,采用流固耦合的方法分析了风屏障在不同工况下的应力及变形量,据此对风屏障进行了强度校核。结果表明：风屏障自振频率最小为6.11Hz,风屏障自振频率与列车风的振动频率相差较多,不会产生共振现象。在突变风与列车风耦合下,突变风的作用效果对风屏障的位移以及应力变化起决定性作用。在1.59s时,风屏障在突变风与列车风耦合作用下产生最大位移,其中最大负位移达到1.42mm,最大正位移达到0.605mm。H型钢立柱产生最大的Mises应力,达到83.79Mpa,比列车风单独作用时增加了152.8%。可见突变风与列车风耦合会加剧风屏障的动力响应。     

公路声屏障降噪性能数值模拟及结构优化

为提高公路声屏障的降噪性能,从声波绕射和反射两个角度考虑,通过声学有限元法(finite element method,FEM)分别探究声屏障顶端类型和表面扩散体间距、宽度以及高度对声屏障插入损失的影响,基于以上分析,提出一种适用于治理公路交通噪声的复合结构声屏障。结果表明,改变声屏障顶端和扩散体结构,对低频噪声影响较小;对于中、高频段,90°夹角的Y型声屏障降噪效果较好,在1 250～2 000 Hz频段内其插入损失较其他顶端类型可提升13 dB;当频率在1 000 Hz附近时,增加矩形扩散体的宽度、高度和间距可提高声屏障降噪效果;针对主要集中在800～1 250 Hz的公路交通噪声,设置复合结构声屏障可有效抑制声影区噪声辐射,附加扩散体后的复合声屏障与Y型声屏障相比,其插入损失最大可提高6 dB。     

平直通道中层流脉动流动的数值模拟

对不可压缩脉动流动的流动和换热特性进行了数值模拟研究.当脉动频率较低时,充分发展的振荡速度分布类似于稳态的抛物形分布,而频率很高时,脉动的影响显现出来并且体现在靠近壁面的狭窄区域内.在脉动流动下,入口段的长度值发生类似正弦方式的波动,其相位和振幅受脉动频率的影响,壁面摩擦系数也发生正弦规律的变化,其相位和振幅也与脉动频率有关.另外,脉动对于壁面的换热也有一定影响,随着频率的增大,流体的脉动对于换热的影响逐渐被局限在加热段上游.研究结果表明,脉动流动的摩擦损失和换热特性与稳态流动的截然不同,对于处在非定常流动工况(如振荡流动)下的热系统部件的优化设计,需加以认真考虑.     

大客车降噪的研究

运用噪声分离、频谱分析等技术手段,找出了GZ6921型后置柴油机大客车噪声超过国家标准的原因,并对主要噪声源及其频谱分布进行了分析对各主要噪声源－排气系统、冷却系统和发动机舱采取相应的降噪措施,如降低风扇转速,改善抗性消声器的降噪能力,修改冷却风进风道,平衡车两侧的噪声源,在发动机舱中粘贴吸音材料等。改进后GZ6921型大客车最大加速度时的车外噪声由91．5dB(A)降到86dB（A)以下,达到国际GB1495－75“机动车允许噪声”的规定。     

轻轨交通新型声屏障技术

实验分析了轻轨交通噪声的频率特性。针对现有声屏障的优缺点,开发研制了两种阻抗复合型声屏障,在轻轨交通噪声的主要频率范围内,该声屏障的吸声性能较出色,且有能够防止雨尘侵害的优点。为分析新声屏障的斜入射吸声系数,提出了一种多通道脉冲响应方法,该方法排除了被测对象的反射与散射指向性影响,适合测量不平整吸声辊面的斜入射吸声系数,新声屏障的测量实验证明了该方法的有效性。     

大电流母线桥电磁激励振动与噪声数值分析

针对低压大电流母线桥的降噪难题,建立了某型号母线桥的全三维数值模型,应用有限元和边界元综合分析法,对其进行了振动声学数值计算.计算过程中,以电磁场分析结果作为振动分析外激励载荷,进行振动响应分析,再以振动响应计算结果作为声学边界条件,采用间接边界元法,对母线桥声学特性进行了计算,计算结果与实验数据对比表明仿真模型和计算方法的有效性.在此基础上,根据仿真结果改进结构,实验验证其具有良好的降噪效果.     

一种新型装配式桥梁人-车隔离防撞护栏

近年来,由于失控机动车坠桥事故频发,对人民生命财产安全带来了一系列重大损失。基于此,迫切需要切实采取可行的措施来提高桥梁防撞护栏的防护性能,从而有效控制该类事故的发生风险和降低其后果。为此,本文首次提出了一种新型桥梁人车隔离防撞护栏,采用倒U形的截面形式并将锚固座与混凝土路缘石连接成为整体。通过精细化有限元模型对新型防撞护栏的力学性能进行了探讨。研究结果表明：在标准碰撞荷载作用下,两类护栏均满足规范要求,且新型护栏最大变形值仅为传统护栏的52%,达到最大位移值时,新型护栏的极限承载力相较于传统护栏提升了约58%,此时螺栓应力与变形分别为传统护栏的48%与70%,证明新型护栏在充分发挥圬工自重对车辆冲击的抑制作用和锚固螺栓的抗剪性能的同时,倒U形截面可大幅增加护栏的横向刚度,相比于传统护栏防撞性能有明显提升。此外,装配式的设计可有效减小施工和维护成本,为大量桥梁防撞护栏的设计和施工提供了新的解决方案。     

平脉动孤波传输特性的研究

基于五次复系数Ginzburg-Landau方程,对平脉动孤波的传输特性进行了详细的研究,研究表明:平脉动孤波的传输特性对高阶非线性效应非常敏感,即使某参数改变很小的值,也会改变其周期特性;此外,一定值的三阶色散可以消除平脉动孤波的周期特性,使它变为形状保持不变的孤子继续传输;最后,当两相邻平脉动孤渡的间距小到一定程度时,它们之间就会产生强烈的相互作用,且采用不等相位输入法可以很好抑制这种相互作用,使两脉冲保持稳定的传输.