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稳态雷暴冲击风作用下典型矩形梁断面风压特性数值模拟研究
1
作者
胡朋
陈飞
+3 位作者
韩艳
陈婉婷
李春光
胡广德
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第21期116-127,共12页
为研究稳态雷暴冲击风作用下矩形梁断面的风压特性,采用大涡模拟方法,对不同径向位置下2∶1矩形梁断面的绕流场进行数值模拟,并将数值模拟值与风洞试验值进行对比。在此基础上,对矩形梁断面的绕流场和风压分布特性进行了分析,并对矩形...
为研究稳态雷暴冲击风作用下矩形梁断面的风压特性,采用大涡模拟方法,对不同径向位置下2∶1矩形梁断面的绕流场进行数值模拟,并将数值模拟值与风洞试验值进行对比。在此基础上,对矩形梁断面的绕流场和风压分布特性进行了分析,并对矩形梁断面风压功率谱及相关性进行了研究。研究结果表明:在r=0.6D jet(发展阶段)、r=1.8 D jet(成熟阶段)和r=4.0D jet(消散阶段)三个典型工况下,矩形梁表面风压系数基本沿着中心轴对称,且矩形梁距离射流中心越远,其风压系数绝对值越小。其中,迎风面风压系数均为正值,下表面及背风面风压系数均为负值,而上表面的风压系数随不同径向距离而变化显著。在r=1.8D jet位置处,气流在下表面后端发生一定程度的再附,使下表面后端的压力有所增大;在r=4.0D jet位置处,气流在上表面前端发生分离导致前端负压进一步变大。迎风面区域的旋涡已经形成稳定结构,各测点的脉动风压能量基本保持稳定,背风面的上拐角处附近能量达到最大,而上表面和下表面的前拐角处能量较低。矩形梁断面同面测点风压系数均为正相关,且风压相关性随着测点间距的增加而减小;迎风面测点脉动风压相干性较强,相干函数值在0.9左右;而上表面和背风面测点的脉动风压分别在0.05 Hz附近以及在频率低于0.2 Hz时具有很强的相干性。在气动导纳函数方面,传统的Sears函数值在雷暴冲击风环境下将不再适用。
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关键词
雷暴冲击风
矩形梁
大涡模拟
风压系数
脉动风压
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职称材料
题名
稳态雷暴冲击风作用下典型矩形梁断面风压特性数值模拟研究
1
作者
胡朋
陈飞
韩艳
陈婉婷
李春光
胡广德
机构
长沙理工大学土木工程学院
河南省交通规划设计研究院股份有限公司
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第21期116-127,共12页
基金
国家自然科学基金项目(52178451,51878080,52178452)
湖南省自然科学基金项目(2024JJ2002)
长沙理工大学研究生科研创新项目(CXCLY2022049)。
文摘
为研究稳态雷暴冲击风作用下矩形梁断面的风压特性,采用大涡模拟方法,对不同径向位置下2∶1矩形梁断面的绕流场进行数值模拟,并将数值模拟值与风洞试验值进行对比。在此基础上,对矩形梁断面的绕流场和风压分布特性进行了分析,并对矩形梁断面风压功率谱及相关性进行了研究。研究结果表明:在r=0.6D jet(发展阶段)、r=1.8 D jet(成熟阶段)和r=4.0D jet(消散阶段)三个典型工况下,矩形梁表面风压系数基本沿着中心轴对称,且矩形梁距离射流中心越远,其风压系数绝对值越小。其中,迎风面风压系数均为正值,下表面及背风面风压系数均为负值,而上表面的风压系数随不同径向距离而变化显著。在r=1.8D jet位置处,气流在下表面后端发生一定程度的再附,使下表面后端的压力有所增大;在r=4.0D jet位置处,气流在上表面前端发生分离导致前端负压进一步变大。迎风面区域的旋涡已经形成稳定结构,各测点的脉动风压能量基本保持稳定,背风面的上拐角处附近能量达到最大,而上表面和下表面的前拐角处能量较低。矩形梁断面同面测点风压系数均为正相关,且风压相关性随着测点间距的增加而减小;迎风面测点脉动风压相干性较强,相干函数值在0.9左右;而上表面和背风面测点的脉动风压分别在0.05 Hz附近以及在频率低于0.2 Hz时具有很强的相干性。在气动导纳函数方面,传统的Sears函数值在雷暴冲击风环境下将不再适用。
关键词
雷暴冲击风
矩形梁
大涡模拟
风压系数
脉动风压
Keywords
thunderstorm downburst wind
rectangular beam
large eddy simulation(LES)
wind pressure coefficient
fluctuating wind pressure
分类号
TH312.1 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
稳态雷暴冲击风作用下典型矩形梁断面风压特性数值模拟研究
胡朋
陈飞
韩艳
陈婉婷
李春光
胡广德
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
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