单通道测压管路系统的优化设计

建筑物的脉动风压的信息对于结构风振响应的计算有重要意义 .为了避免测压管路系统测量的脉动风压力发生畸变 ,需采用一些气动措施 ,如加限制器的方法是方便而有效的 .为此提出了对串联限制器的测压管路进行优化设计的一种方法 ,并对优化后测压管路系统的频率响应函数进行了实验测试 ,理论计算的频率响应函数与实验测量值吻合得很好 .进一步对比了当输入信号为随机压力时 ,测压管路系统分别为优化后的测压管路系统、强阻尼及弱阻尼测压系统测量的压力信号 .结果表明经过优化的测压管路系统测量的脉动压力基本上没有发生畸变     

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。     

基于多通道风洞实验的数值模拟研究

风洞不仅是航空航天发展的保证,也是风沙物理学研究的重要依托.对于风沙地貌、风沙环境的研究以及防护治理都有举足轻重的作用.以建设多通道风洞实验平台为背景,通过在UG中对平台进行建模,再利用商用软件ANSYS对三种不同进风口角度的风洞模型进行数值模拟分析,对比在三种不同角度情况下风洞实验段中的流体流线分布情况、流体速度矢量场分布情况及流体压力场分布情况,确定了最佳进风口角度的风洞模型,为后期建设提供了有力的技术支撑和理论基础.     

等离子体激励参数对圆柱绕流影响的风洞实验研究

为研究等离子体的激励参数对圆柱绕流的影响,在低速风洞中进行介质阻挡放电(DBD)等离子体激励控制圆柱绕流的实验。风速V_∞=8 m/s,基于圆柱直径的雷诺数Re=8.6×10~4。圆柱绕流的烟线流动显示、圆柱壁面和尾迹压力的测量和分析表明脉冲激励参数的变化对圆柱绕流的影响在尾流宽度、壁面静压分布、圆柱阻力、尾迹压力分布三方面均有所体现。激励频率在400 Hz左右时流动控制效果最佳。占空比在40%~80%范围内,流动控制效果较好。激励电压在9.2~13.2 kV区间内存在放电启动的临界电压值,在22~25.5 k V范围内激励效果最优。边界层分离点附近区域,激励对壁面静压和流速的影响较为显著。     

复杂测压管路系统动态特性的通用分析程序

利用流体管道耗散模型 ,建立可用于计算复杂传压管路动态特性的方法和通用计算程序 ,结果用于脉动风压测量的畸变信号修正 .与相关文献比较 ,使用本方法可以灵活地处理更为复杂的管路情况 .定义了衡量管路动态特性品质的控制目标函数 ,并导出了该函数对各种管路参数灵敏度的解析表达式 ,以便于提高管路优化计算的效率 .最后结合两个算例 ,证明了本方法的有效性 .根据计算结果 ,推荐了适合于简单逐点测压试验应用的一组简单优化管路配置方案 ,可供脉动风压测试风洞试验中的传压管路设计时参考 .     

非线性系统参数识别的频域方法

系统识别是现代控制过程的关键环节．本文提出了一种识别弱非线性振动系统参数的方法．本方法中，参数识别的数学模型是系统的一阶近似频率响应函数．首先，用多尺度法导出弱非线性强迫激励系统的频率响应函数．接着，利用非线性参数变换将此频率响应函数变换为系统参数的线性函数，在此基础上用最小二乘法识别系统的参数．最后，通过数值模拟检验了方法的精度．     

半模型风洞实验的洞壁自适应方案

提出了在二维柔壁自适应风洞中进行半模型实验的洞壁自适应方案,其特点是仅需在上下洞壁任意横向位置的一条流向测压线上测量壁压信息进行洞壁自适应调整;可根据实验模型的布局特征选择在水平面内可变形状的零洞壁干扰目标线,以改善模型区残余干扰分布特性。在西北工业大学二维柔壁自适应风洞中的实验研究表明可显著提高自适应壁风洞的效率,降低对实验设备的技术要求,并改善气动数据的准确度。     

风成沙纹发育过程中形态变化的风洞实验研究

在四种风速条件下，对沙纹形成过程中的形态变化进行了风洞实验研究，讨论了沙纹宽度、沙纹迎风坡宽度、沙纹背风坡宽度、沙纹高度和沙纹指数与风速和输沙量的关系．研究发现沙纹发育呈现阶段性特点，沙纹宽度变化与输沙量的对数值成正比，沙纹迎风坡宽度和背风坡宽度与沙纹宽度成线性关系，沙纹稳定高度与沙纹高度之差和输沙量与风速之比成负指数关系，随着风速的增大沙纹稳定高度减小，沙纹稳定高度与沙粒蠕移距离随高度变化的幅度有关，沙纹指数综合反映了沙纹宽度及沙纹高度与输沙量和风速的关系，中给出了上述形态参数与输沙量或风速的具体函数表达式。     

铁路系统的模型检查和参数分析

研究铁路系统的自动验证技术，建立火车和控制器的混合自动机模型，用时态逻辑ＩＣＴＬ描述铁路系统的性质规范，使用模型检查技术自动验证铁路系统，并且对铁路系统的一些参数进行分析。     

风力机扩散放大器的数值分析与风洞实验研究

用CFD技术并使用FLUENT软件，采用二维模型对无叶轮风力机扩散器内部压力场、速度场进行数值模拟和风洞实验．计算不同风速时的渐扩直壁型、渐缩渐扩直壁型、渐缩渐扩前后流线型共3个类型11种不同形式的扩散器动力放大的流量比增益特性，最小截面处流量增加比率；比较不同形状、不同参数扩散器动力放大特性．数值模拟的壁面函数，对应不同风速下用增强壁面处理后的流量比与应用标准壁面函数时的流量比普遍下降，且更接近于实验值．在风洞试验中，测试了渐扩直壁型、渐扩弧线型、渐缩渐扩直壁型、渐缩渐扩弧线型4个不同类型的扩散器．研究表明，数值模拟和测试结果误差为10％左右，说明数值模拟有着较好的可靠性和实用性；扩散放大器在最小截面处的流量比率增益68％，研究结果为有叶轮情况下风力机带扩散放大器的优化设计提供了重要的参考和分析预报．     

风电机组风洞测试的阻塞效应分析

风洞测试具有方便、快捷和高效的优势,在风电机组输出功率特性测试中应用较多。测试风轮直径较大时,由于存在风洞堵塞效应,会对测试结果造成影响。以300 W风电机组作为研究对象,分别采用风洞测试和车载测试进行输出功率特性测试。测试过程采用负载法,分别以电阻和蓄电池作为负载进行测试。在风洞截面为3m×3m的试验段中测试,机组空载启动风速为4.3m/s~4.8m/s,以电阻为负载时的额定风速为6.2 m/s;在车载测试中,机组空载启动风速为5.7m/s~6.2m/s,以电阻为负载时的额定风速为8.1 m/s。风洞测试比车载测试的启动风速低1.4 m/s,占车载测试启动风速的24.6 %,比车载测试额定风速低1.9 m/s,占车载测试额定风速的23.5 %。风轮直径2.3 m,其扫掠面积占风洞试验段截面面积的46.2 %,风洞的堵塞效应较大,致风洞测试数据与车载测试数据相差较大,因此风洞测试后需要修正。     

气动总管对输入信号气动平均性能的试验研究

通过输入单频信号及风压信号，检验气动总管对输入信号的气动平均性能，试验结果与计算得到的理论值吻合得较好．考察了输入管位置对输入信号气动平均性能的影响．归纳了影响气动总管气动平均性能的因素，认为输入管位置对气动总管的工作性能影响很小，并指出气动总管制作时密封性的重要性．     

汽车风洞试验段非定常流场的试验

采用三维热线风速仪测量了不同工况下某全尺寸汽车风洞1∶15模型风洞试验段内的非定常流场.对测点自功率谱密度(PSD)分析表明,对于喷口风速小于37m.s-1的低速工况,湍流能量主要集中在20Hz附近,当喷口风速为25m.s-1时,该频率对应的PSD数值最大;喷口风速大于37m.s-1的高速工况,湍流能量主要集中在43Hz附近,当喷口风速为41m.s-1时,该频率对应的PSD数值最大.无论是高速工况还是低速工况,气流从喷口到收集口处脉动速度的振动幅值都逐渐增加,且在高速工况下的脉动速度幅值增量明显大于低速工况.通过试验还发现脉动速度在收集口角度为0°的工况下的振动能量远高于收集口角度为15°的工况.     

高压输电塔线体系风致非线性振动气弹模型风洞试验

基于边界层风洞气弹模型试验的方法,对高压输电塔线耦联体系的风振响应进行了试验研究,首次在风洞中重现了输电塔线体系倒塔破坏现象.研究表明:在紊流风场中,高压输电塔线体系的风致振动呈现较强的非线性振动特征,随风速增加,非线性振动程度加剧,且输电塔结构振动呈现出混沌振动特征;由于输电线与绝缘子振动的影响,塔线体系中输电塔高阶模态的振动非常显著,且随风速增加,高阶模态的能量甚至强于低阶模态的能量;导地线与绝缘子对输电塔结构的影响随风速增加而增强.塔线体系的风振响应计算需考虑高阶模态的影响.结构设计时,需合理考虑大风时导地线与绝缘子的非线性振动对输电塔的影响.     

特高压输电塔气弹模型风洞试验研究

为进一步了解特高压输电塔风振响应的特点,以正在建设的淮南-上海1000kV特高压线路中的一基双回路直线塔为原型,采用离散刚度法制作了输电塔气弹模型,进行了输电塔在紊流场中不同风速、不同风攻角下的气弹模型风洞试验.试验结果表明:输电塔模型的响应随风速的增大而增大;位移响应受风攻角的影响比较明显,在15°风时位移响应最大;各试验工况下,输电塔模型横风向的振动比较显著,X向和Y向的加速度响应处于同一量级且数值比较接近;Y向的加速度响应在0°风时最大,X向的加速度响应在90°风时最大,但任何工况下,输电塔X向的加速度响应均大于Y向的加速度响应.     

基于多变量阶跃响应的风洞系统辨识

2.4 m×2.4 m风洞为多变量耦合系统,根据运行数据无法直接获得单个操纵变量对输出的影响.因此,提出采用多变量阶跃响应方法辨识风洞系统两输入-两输出耦合参数模型,采用三次样条插值法对阶跃响应数据进行滤波处理,再计算出单个通道的阶跃响应数据,在此基础上使用面积法获得各个通道的传递函数模型,并通过对不同阶次模型输出的均方根误差的比较,实现最佳模型阶次的选择.仿真及风洞现场测试结果验证了本文方法的有效性.     

角度风作用下输电塔塔腿子结构风荷载风洞试验

完成了不同风速下2个典型特高压直流（UHVDC）输电塔角钢及钢管塔腿模型的高频测力天平（HFFB）风洞试验,研究了塔腿在斜风作用下气动力系数、角度风系数以及风荷载分配系数的分布规律,并与各国规范计算值进行了对比分析。分别构造了角度风系数以及考虑横向升力影响的夹角α的非线性函数形式,并通过试验值拟合分析确定了相关的拟合参数。结果表明：阻力系数、合力系数以及角度风系数均呈M型分布。角钢塔腿气动力系数均大于对应风向角下钢管塔腿的气动力系数,而两者角度风系数总体比较接近。各国规范计算值整体上低估了塔腿的角度风系数。角钢塔腿中风荷载分配系数的计算应利用考虑横向升力的夹角α对角度风系数进行三角变换。提出的拟合公式可为工程设计提供参考。     

大跨度高空弧形连廊模型风洞试验研究

介绍了杭州市民中心建筑群模型测压的风洞试验,给出了大跨高空弧形连廊表面的平均(静)风压系数、平均风压和平均风荷载体型系数值,详细讨论了风场和风向角对风压系数和体型系数的影响.结果表明:连廊迎风面处于正压区,而背风面、顶面和底面处于负压区;连廊顶面风载狭缝效应十分明显,而底面不太明显;连廊的整体体型系数大于规范对弧形建筑的规定;按规范(基于平均风压)计算的用于连廊覆面设计的风压结果比应用统计方法(基于平均风压和脉动风压)计算的结果偏小.     

桅杆结构的风振响应分析及实验研究

基于随机振动状态向量离散分析方法,研究了桅杆结构的风振响应。当考虑纤绳非线性对桅杆结构的影响时,采用高斯截断理论使非线性方程线性化。通过对一实际工程和风洞试验模型的分析可以看出,随机振动离散分析方法能准确计算出结构响应的均值和方差,并且风洞试验的结果揭示了桅杆结构随机风振响应更多的特性。     

上海东方艺术中心风荷载试验

介绍了上海东方艺术中心模型风洞试验概况和主要结果 .给出了屋面在最不利工况下的分块体型系数及平均风压系数的等值线图 ,清楚地显示了此大跨度屋盖结构屋面的风压分布特征 .结果表明 ,周边建筑对所测建筑的风荷载有较大的干扰影响 .最后对分别按规范 (基于平均风压 )和应用统计方法 (基于平均风压和脉动风压 )计算的用于玻璃幕墙设计的风压结果进行了比较 ,结果表明 ,按规范计算的最不利风荷载偏小 ,对此应引起注意