山地风速地形修正系数沿山坡的详细插值分布

为研究山地风速地形修正系数η沿各向山坡的详细分布,对两座缩尺比为1∶300的具有不同坡度的余弦型单体山峰模型进行了风洞试验,获得了η沿迎、背、侧风坡面的详细分布.采用CFD软件Fluent建立数值模型,并将其计算结果与风洞试验结果进行对比,验证了数值模型的正确性.对具有不同高度(H=90~500m),不同坡度(tanα=0.13~0.5)和不同形状(余弦型、高斯型、抛物线型)的山体进行了数值模拟,拟合了山坡任意位置的η值建议计算公式,并与各国规范进行对比.结果表明,相对于现有水平向线性插值模型,根据山脚和山顶的η值,以计算点距山脚点的垂直距离h为自变量的竖向线性插值模型更能安全、合理、简便地估计山坡任意点的η值.侧风坡面的加速效应对于η取值起控制作用;侧风坡脚的η值可相对于迎、背风坡脚分别大61.89%和94.09%,最大可达1.2.     

基于风洞试验的沙漠地区低矮建筑实测体型系数修正

通过对沙漠地区大风气候下典型低矮房屋的表面风压进行原型实测,发现其风压原始实测数据存在异常现象,指出了这种现象的主要影响因素为参考静压和高差压.本文研究了实测风压数据的修正方法,即先对屋面风压进行高差压修正,再对其整体风压进行基于风洞试验体型系数的修正.其中体型系数修正值采用最小二乘法或绝对值误差法进行确定,进而分别得到屋面和不同楼层墙面的风压修正值.利用修正后的实测各测点体型系数分别计算沙漠地貌下低矮建筑屋面和墙面的风荷载体型系数,并与风洞试验计算结果以及现行荷载规范中封闭式双坡屋面房屋的经验设计值相比较,表明修正后结果的合理性和准确性;发现实测场地条件下各个面的体型系数计算结果都出现了与规范取值过于接近的情况,并且有侧墙面和背风屋面的实测结果偏大,超出了规范推荐值的情形.该风压修正方法改善了现场实测中原始数据的失真和缺失的问题,更为后续低矮建筑风压以及风沙压力特征规律的进一步研究奠定了基础.     

基于对流换热系数修正的钢箱梁温度场研究

为了研究对流换热边界条件对钢箱梁温度场分布的影响,提出了一种基于对流换热系数修正的钢箱梁温度场数值模拟方法.首先,基于商用软件Fluent计算了钢箱梁截面附近的风速分布,其次,以Fluent计算得到的钢箱梁截面各表面风速修正对流换热系数,并基于ANSYS有限元软件进一步对比研究了不同工况下钢箱梁温度场的分布特征.钢箱梁...     

沥青混合料抗压模量温度修正系数研究

大量的试验数据表明,某一温度下沥青混合料的抗压模量同基准温度(20 ℃)下抗压模量的比值(温度修正系数)与温度之间呈线性比例关系.通过收集我国194个气象观测站点50年的日平均气温资料,根据壳牌沥青路面设计方法,考虑不同地区日气温变化情况和沥青粘滞度性质,采用克里金插值法绘制出全国年有效温度分布图;同时考虑路面温度随深度方向上的变化,绘制出全国沥青混合料温度修正系数分布图,以该系数修正不同地区抗压模量的取值.     

居住区型轨道站出入口客流分布系数模型修正与适用条件研究

提出已有的空间句法轴线模型在预测轨道站出入口客流分布系数时忽略了区域内建筑这一重要因素,而不同类型建筑对人们出行活动的产生和吸引量、出行分布的作用大相径庭.选取建筑高度、建筑密度作为核心指标,对轴线模型进行修正.根据居住区轨道站各出入口所对应的周边半径500m区域内的建筑密度差异和国内外相关规范对高层建筑的规定,得出修正轴线模型的适用条件.采用上海和南京两个城市居住区轨道站进行修正模型及适用条件的验证,得出修正轴线模型公式准确率达到91%以上.认为修正模型及适用条件具有一定的普适性,可为轨道站出入口步行通道设计、出入口公交站点和自行车停泊位布局提供理论支撑.     

不同风场下高层建筑风效应的风洞试验研究

在大气边界层风洞中模拟了C,D两类地貌的风场,对某市区办公楼进行了风洞试验,分析了不同风场下高层建筑风压分布特性、风荷载及风致响应特性.结果表明:C类风场下平均风压系数、总体弯矩系数、最大基底剪力和最大基底弯矩均大于D类风场的对应值;C类风场下办公楼风荷载大于D类风场下办公楼风荷载;C类风场下各测点风压谱峰值对应频率均小于D类风场下各测点风压谱峰值对应频率;C类风场下结构顶部峰值加速度大于D类风场下结构顶部峰值加速度.     

大跨屋盖风载特性风洞试验研究

对基于缩尺比为1:250某大跨建筑在B类地貌下进行了25个不同风向角下的刚性模型测压试验,分析了屋盖结构表面风荷载特性.试验结果表明:全风向角下,屋盖表面均受风吸力作用且各升力系数随风向角变化趋势一致;来流下游区域屋檐受再附剪切层和尾流的影响,受脉动风压与负压较强;45°风向角下脉动与极值风压系数最大值大于其他风向角,为最不利风向角.     

太阳能定日镜结构风载体型系数风洞试验研究

对定日镜模型进行了风洞试验研究,分析得到镜面板风压系数随风向角的变化规律;绘出了不利工况下的平均风压系数等值线图,清楚地显示出镜面板不利风载下的风压分布特征;进一步分析得到镜面板24个单体板块的平均净风压系数极值及分布,将分析得到的风载体型系数结果与建筑规范和相关文献所提供的结果进行对比.对比结果表明,所得结果可为定日镜结构的抗风设计提供参考依据.     

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。     

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.     

500kV全联合变电构架体型系数风洞试验及风振系数取值分析

以典型的500kV全联合变电构架为背景,通过风洞试验测试与有限元计算分析相结合,研究全联合变电构架的风荷载体型系数、风振系数的取值.分别制作了1/11的单根横梁模型和1/32的七跨全联合构架模型,测试了不同类型横梁的风荷载体型系数,并基于风洞试验得到的体型系数对全联合构架进行风振响应分析,计算了其风振系数取值.结果表明,A,B和C三类横梁体型系数测试值分别为2.23,2.35和2.18,比《建筑结构荷载规范》和《变电站建筑结构设计技术规程》取值分别大8%,14%和7%;阻尼比2%时,20m,26m和34m标高处横梁的风振系数分别为1.60,1.80和1.58,比《变电站建筑结构设计技术规程》的取值分别大7%,6%和5%,国内规范对此类结构的风荷载取值偏于不安全.     

典型双坡屋面风压分布特性风洞试验研究

通过表面压力测量风洞试验对低矮建筑的4种典型双坡屋面上的风压分布规律进行了研究.讨论了屋面和挑檐部分的平均和脉动风压系数在不同风向角下的分布特性,风场湍流强度对屋面脉动风压分布的影响,以及不同挑檐类型对双坡屋面风压空间分布的影响.试验结果表明:在屋脊及屋面边缘附近的平均风压系数绝对值要比屋面内部区域大;脉动风压系数随湍流度增大而增大,一般在迎风屋檐附近比较大;挑檐形式的改变仅对局部风压系数的影响较大,对整体风压系数的影响较小.这些结论为低矮建筑风荷载规范条文的修改提供了参考.     

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.     

不同地形地质下岩质边坡的场地效应与地表地震影响范围的初步确定

为有效减轻建在西部山区用地受限的地面建筑的震害,选定了具有代表性的4种岩质边坡作为本文的研究对象,开展了不同地形、地质的地震动传播特性研究,分别从边坡的场地效应、空间非一致性等方面初步确定了不同地形地质条件下边坡的地表地震影响范围,得到了以下结果：均质岩质边坡地表各监测点的放大系数基本呈现离边坡边缘的距离越大其值就越小的趋势,随着坡高的增长,这种趋势就越明显;对于非均质成层岩质边坡,岩性相差越大,空间非一致性表现得越明显;覆盖土层岩质边坡各个监测点放大系数的差距在低坡高时和高坡高时比较大,在坡高为80m时则最小;软弱夹层岩质边坡各个监测点放大系数大小与均质岩质边坡类似。非均质岩质边坡和覆盖土层岩质边坡下缘地表地震影响范围基本上都大于均质岩质边坡和软弱夹层岩质边坡,而均质岩质边坡和软弱夹层岩质边坡则基本相同,对于不同坡高,后两种边坡的地震影响范围基本变化不大,但是对于前两种边坡,坡高越大,影响范围就越大;4种岩质边坡上缘地表地震影响范围在中低坡高时相差不大,基本上都在300m范围内,但坡高为80m的覆盖土层岩质边坡影响范围明显大于其他类型边坡情况。     

汽车环境风洞和环境舱流场品质的对比研究

汽车环境风洞和环境舱的流场品质直接影响汽车的各项热气动性能测试结果的准确性。采用试验与计算流体动力学（CFD）仿真相结合的方法研究对比了环境风洞和环境舱的流场品质。试验测试了环境风洞和环境舱试验段特定区域的风速均匀性、边界层厚度、轴向静压梯度和动压稳定性等流场参数,使用CFD方法对环境风洞和环境舱进行流场三维数值模拟。通过对比环境风洞和环境舱的整体流场特征,分析了影响环境风洞和环境舱内流场差异的原因。试验和数值仿真结果表明：汽车环境风洞试验段流场的风速均匀性、边界层、轴向静压梯度、动压稳定性以及气流和风速分布等流场品质明显优于汽车环境舱。