低温风洞防护结构设计与强度校核

防护结构作为低温风洞内绝热系统的一个重要的子系统,具有隔绝绝热单元与低温介质,降低冷量损耗,形成气流通道的作用。然而,其在风洞运行过程中不断承受着风洞运行的低温载荷和交变压力载荷,为此,本文重点开展了防护结构设计和强度校核研究。首先,对防护结构进行了总体设计,明确了各部件尺寸和材料;然后,建立了防护结构三维有限元模型,根据低温风洞运行的最恶劣工况对防护结构进行了强度分析;最后,对防护结构进行了低温环境下的交变压力冲击试验。结果表明：设计的防护结构满足风洞运行工况下的强度要求,但在支撑件附近存在冷量损耗,这对我国将来自主开展大型低温风洞的设计建设具有重要的借鉴意义。     

一种新型深海耐压观察窗的应力分析与优化

大深度耐压开口结构的设计问题是深海探测装备研制过程中的关键技术之一。开口结构观察窗的受力变形是设计开口结构的基础。为使观察窗的内应力场、应变场和位移场均布,采用新型观察窗结构,从而在理论和计算两个方面进行探索,给出更为合理的应力计算公式,并探索了观察窗结构的优化设计问题。     

上海大学低湍流度低速风洞及气动设计

通过对国内外现有低湍流风洞进行调研和分析,上海大学力学所建造了一座低湍流度低速风洞 (以下简称SIAMM400).该风洞具有低湍流度、可变湍流度、低噪声等几个特色.在风洞的设计 过程中,对其主要部件(包括斜流式风机、稳定段、收缩段、试验段等)进行详细的气动计算,给出了设计依据.风洞建成后,结合实验室内先进的测量手段,除了能满足模型的测压、测速、流态观测等教学实验外,还可以利用该风洞从事航空航天、桥梁建筑、环境污染、汽车等工业空气动力学研究工作.     

沙坡头铁路防护体系防护效益系统仿真研究

在风洞实验、野外观测的基础上，采用系统仿真方法，对沙坡头铁路风沙防护体系防护效益、结构配置、防护宽度进行了研究．风洞实验测定了流沙输沙率、栅栏阻沙率、草方格阻沙率、植被阻沙率，与风洞实验模型相似的野外观测，确定了风洞实验数据与野外观测数据转换系数．以风洞实验、野外观测数据为基础，对防护体系三种不同配置结构的防护宽度，进行了系统仿真研究，阻沙栅栏 草方格 植被的防护体系结构防护宽度90-95m，阻沙栅栏 草方格的防护体系结构防护宽度100-105m，2道阻沙栅栏 草方格 植被的防护体系结构防护宽度50-55m，可以达到流沙输沙与防护系统阻沙量理论平衡，研究所得结论对风沙区交通线路防护体系设计具有借鉴意义，所采用的方法，对风沙工程研究有普遍适用意义。     

地效翼空气动力风洞试验

为深入研究地面效应机理及地面附近粘性流动对地效翼空气动力的影响,在同济大学上海地面交通工具风洞中心的空气动力-气动声学风洞内对地效翼模型进行了风洞吹风试验.风洞试验中利用移动带路面模拟系统模拟了机翼和地面的相对运动;通过改变地效翼展长、装配端板,研究了地效翼的三维效应和端板对空气动力的影响;分析了地效翼的失速特性及其影响因素.通过地效翼风洞试验研究揭示了地面效应机理及移动地面模拟的重要性,并深入分析了地效翼空气动力特性,为地效飞行器空气动力设计和研究提供了参考.     

一种回流式实验教学用风洞的设计

利用风洞设计原理,设计了一种低湍流回流式实验教学用风洞,获得了风洞的整体构造形式及各部件关键结构参数,并对该型风洞的湍流度进行数值估算,结果符合小于5‰的设计要求。该型风洞的成功设计,论证了我院自主研发该型风洞的能力,同时为风洞的设计提供了关键基础技术数据,对我院相关专业实验教学的建设和完善起到了促进作用。相关研究成果,对实验教学用风洞的设计具有一定的参考价值。     

NF-6跨音速连续式风洞实验数据的实时采集与显示

连续式风洞实验数据的实时采集与显示对提高实验效率和测控技术的发展具有重要意义.详细阐述了在LabWindows/CVI环境下实现实时气动力系数的显示,并分析了NF-6风洞各系统的拓扑结构、采集数据类型、传输方式、结构原理,以及所采数据在风洞运行控制和模型试验中的作用.NF-6风洞的实际运行表明,所研制的系统运行穗定、可靠性高,满足风洞实验要求.     

结冰风洞绝热系统设计与实现

结冰风洞是研究飞行器表面结冰机理和防除冰方法的试验设备。典型的结冰风洞采用风扇或压缩机驱动的连续式风洞结构;并且一般设计有洞体绝热系统。绝热系统对结冰风洞性能、运行经济性等方面具有重要影响。通过总结某结冰风洞绝热系统的研制和使用经验,着重分析了结冰风洞绝热系统的传热计算方法和结构设计方案;并且通过实验研究对绝热系统的性能进行了验证。     

港口码头施工模拟BIM技术应用研究

本文分析了港口码头施工技术现状,以实际工程Ashdod港口码头项目板桩施工作为案例,应用BIM技术对港口码头板桩施工过程进行了研究,建立了板桩构件模型,对施工过程进行了BIM模拟。根据施工组织设计与现场施工工况,编制了板桩构件BIM代码,为港口码头可视化施工及工期规划提供了技术支持,研究成果在配合板桩施工及BIM信息管理应用中效果显著,具有重要的推广价值。     

不同倾角深潜器观察窗应力分析计算方法与比较

深海装备的耐压开口结构设计,是深海探测装备研制过程中的关键技术之一。开口结构观察窗的受力与变形是设计开口结构的基础。文中研究推导了观察窗应力理论公式,作不同倾角情况下的比较,并进行了相关数值计算。     

西部山区斜拉桥风特性观测及数值仿真

针对山区地形地表类别不易确定、风环境复杂的问题,结合山西省禹门口黄河斜拉桥的实际工程,利用自行开发的桥梁风场特性分析系统,对桥址处一年多实测风速数据进行分析计算;并基于"数值风洞"模拟技术,采用Realizable和SST湍流模型,按有实桥结构和无实桥结构2种情况建模,模拟了7种工况下桥位及其周边的风场,得到了典型的西部山区峡谷风场的特点和规律。结果表明:受峡谷风效应影响,桥位风速增加;气流攻角在-9°～8°范围内,比平原地区大;风剖面应通过实测风速数据拟合,不能直接套用规范;湍流度和阵风因子小于一般气象强风条件下的值。     

Optical wavefront distortion due to supersonic flow fields

The optical wavefront distortion caused by a supersonic flow field around a half model of blunt nose cone was studied in a wind tunnel. A Shack-Hartmann wavefront sensor was used to measure the distorted optical wavefront. Interesting optical parameters including the peak variation (PV), root of mean square (RMS) and Strehl ratio were obtained under different test conditions during the experiment. During the establishing process of the flow field in the wind tunnel test section, the wavefront shape was unstable. However after the flow field reached the steady flow state, the wavefront shape kept stable, and the relative error of wavefront aberration was found small. The Shack-Hartmann wavefront sensor developed was proved to be credible in measuring quantitatively the optical phase change of light traveling through the flow field around model window.     

基于正交试验的寒区隧道温度场影响因素敏感度研究

影响寒区隧道温度场的因素众多,建立基于有限差分的隧道非稳态传热计算模型,以实际寒区铁路隧道南山隧道为例,采用正交试验法分别以隧道衬砌内部节点平均温度、隧道某断面衬砌温度和隧道洞口纵向冻结长度为指标对影响隧道温度场的各因素进行敏感度研究.结果表明:不同指标下各因素敏感度排列有局部差异;总体来讲,隧道埋深、洞内风向、隧道断面大小、洞内风速、入口风温、围岩导热系数、隧道埋深是影响隧道温度场的主要因素,围岩比热容、围岩密度是影响隧道温度场的次要因素.在寒区隧道抗防冻设计中,除去围岩比热容、围岩密度、围岩导热系数、入口风温等不可更改因素,对隧道温度场影响较大的隧道埋深、洞内风向、洞内风速、隧道断面大小、隧道埋深等隧道设计参数必须合理设置.     

大型中心城市平均风速剖面特性的风洞试验

用缩尺模型模拟了上海市同济大学四平路校区所处城市中心区域WNW方向上1.8km×8.0km范围内的真实地貌,通过对该地貌及其衍生地貌工况的风洞试验研究了城市地貌特征、远场与近场地貌的差异以及地貌起点到观测点的距离对平均风速剖面和相关风场参数的影响。结果表明,在平均风速剖面发展稳定前,梯度风高度处于不断升高中,地貌起点距观测点的距离对其影响较大;地貌特征对风剖面的影响极大;研究范围内的大城市中心地貌的地面粗糙度指数达到0.50～0.75,远大于我国现行荷载规范给出的大城市中心地貌的地面粗糙度指数值0.30。建筑结构荷载规范中大城市中心地貌的地面粗糙度指数取值有待增大。     

中性大气边界层模拟试验调试方法研究

风洞模拟试验是风工程研究的一种重要手段．在风洞中正确复现大气边界层流动特性，对高层建筑和高耸结构的风载和风振试验有十分重要的意义．多年来一直是风工程界学者所密切关心的问题．本文总结了同济大学土木工程防灾国家实验室在风洞试验中模拟大气边界层流场的实践经验，并提出了完整而实用的模拟方法．     

斜拉桥拉索风雨激振研究的实验设计

设计了一种用于斜拉桥拉索风雨激振研究的试验装置 ,并进行了人工降雨雨振试验、人工水线雨振试验、气动措施制振试验及气动措施测力试验四组试验。试验结果表明 ,用此种试验方法研究拉索风雨激振是可行的 ,并得到了判断气动措施制振效果的定量分析方法。     

新增建筑对密云风观测环境影响的分析

本文以北京市密云县气象观测场为研究对象,关注其观测环境保护范围内新增建筑对观测环境的影响。首先对该区域观测环境进行分析,采用统计分析和城市小区尺度模式,得到了该区域相关气象要素(风)变化的结论。其结论如下：(1)1959～2013年间,密云气象观测环境55年来的变化还是比较明显,其观测环境总体处于不断恶化的状态。(2)从流场来看,冬季医院对观测场区域比夏季有较为明显的影响,且影响范围也比夏季要大。(3)从风场来看,冬季小风时,观测场在有医院比没有时,其区域的风速升高了8%;夏季小风时,其降低了10%;冬季大风时,其降低了9%;夏季大风时,其升高了8%。总体上医院对观测场的影响基本保持在9%左右。     

基于边界层风洞的下击暴流稳态风场特性数值模拟

针对下击暴流稳态风场模拟问题,基于计算流体动力学方法(Computational Fluid Dynamics,CFD),首先分别采用二维、三维冲击射流模型对下击暴流风场进行数值模拟,对下击暴流风场特性进行研究.在此基础上,根据下击暴流对桥梁结构作用主要受水平风速影响的特点,采用二维数值模拟方法对边界层风洞中设置倾斜平板模拟下击暴流水平风速风场进行了研究.最后,设计并加工了边界层风洞下击暴流水平风速模拟试验装置,在边界层风洞中进行了下击暴流水平风速风场模拟试验,并将数值模拟结果与试验结果和已有文献结果进行了比较.结果表明:下击暴流风场的二维冲击射流模型模拟结果与三维冲击射流模型模拟结果吻合较好,即二维冲击射流模型是一种有效的下击暴流风场简化模拟方法;在边界层风洞中设置倾斜平板所模拟的下击暴流水平风速风场数值模拟结果和风洞试验结果具有较好的一致性,并与冲击射流模型数值模拟结果和现场实测结果均吻合较好,即在边界层风洞中设置倾斜平板可模拟下击暴流水平风速稳态风场特性.