多车道宽幅悬浮隧道管体基于CFD的绕流特性与缩尺效应

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作者 陈志威 刘宏专 易壮鹏 《应用力学学报》 北大核心 2025年第1期223-235,共13页

为满足通行的需求悬浮隧道管体宜设计成大尺度的多车道宽幅截面,洋流是施工及运营阶段所面临的主要环境荷载。洋流作用下宽幅截面的绕流特性,以及缩尺试验或数值模拟时的尺寸效应值得重点关注。以椭圆形、圆端形、八边形3种按双向八车... 为满足通行的需求悬浮隧道管体宜设计成大尺度的多车道宽幅截面,洋流是施工及运营阶段所面临的主要环境荷载。洋流作用下宽幅截面的绕流特性,以及缩尺试验或数值模拟时的尺寸效应值得重点关注。以椭圆形、圆端形、八边形3种按双向八车道设计的宽幅截面为对象,并以圆形截面为对照,用CFD软件fluent建立了非定常流下的二维数值模型。研究了不同形状及不同缩尺比的宽幅截面在均匀流下的复杂绕流特性,建立了各类截面升力系数幅值、阻力系数均值和力矩系数幅值与流速的关系图,获取了不同缩尺比下三分力系数的时程曲线,并在此基础上给出了稳定周期内的涡量云图。结果表明:当流速增大时,宽幅截面三分力系数变化不大,圆形截面阻力系数、升力系数则明显减小;3种宽幅截面中,八边形升力系数、阻力系数和力矩系数均最大,脱涡频率最小,椭圆形则与之相反;各类宽幅截面不同缩尺比之间的三分力系数存在不同程度的差异,需考虑尺寸效应带来的影响;尾涡脱落对结构所受三分力有一定影响,阻力系数与涡量云图中尾涡强度、分离点有关。 展开更多

关键词 悬浮隧道 多车道宽幅截面 绕流特性 三分力系数 缩尺效应 CFD数值模拟

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双圆柱绕流特性的模拟研究 被引量：10

2

作者 刘向军 张健 林超 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期300-306,共7页

采用格子Boltzmann方法对低雷诺数下气体绕流圆柱的规律进行了研究.对比计算了双圆柱在不同圆心距、不同Re数、不同来流速度与双圆柱圆心连线角度的情况下,各个圆柱的受力大小和曳力系数.结果表明,若Re数为20,改变圆柱间距,圆柱间距在1... 采用格子Boltzmann方法对低雷诺数下气体绕流圆柱的规律进行了研究.对比计算了双圆柱在不同圆心距、不同Re数、不同来流速度与双圆柱圆心连线角度的情况下,各个圆柱的受力大小和曳力系数.结果表明,若Re数为20,改变圆柱间距,圆柱间距在1.2d和1.4d之间时,下游圆柱所受曳力有极小值;双圆柱间距为1.6d时,双圆柱受到总曳力最小;圆柱间距大于2d时,上游颗粒受到的曳力不再受到下游颗粒的影响.若圆柱间距为1.2d,改变雷诺数,Re数在30和40之间,下游圆柱所受曳力有极小值.另外,来流速度角度对圆柱的受力影响很大.上述规律为低Re数下圆柱绕流的深入研究与应用打下基础. 展开更多

关键词 双圆柱 绕流特性 格子BOLTZMANN方法 曳力系数 模拟研究

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空中受油管的绕流特性研究 被引量：4

3

作者 祝立国 高为民 吕志咏 《流体力学实验与测量》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期25-27,54,共4页

空中加油是提高飞机航程、活动半径的重要方法。通过对四种固定受油管的数值模拟,从流动特性的改进方面说明了合适的截面及倾角会降低受油管绕流的压力脉动,进而使噪声降低。

关键词 空中加油 空中受油管 绕流特性 网格生成 飞机

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不同间隔比下串列双梯形柱绕流特性的数值模拟 被引量：2

4

作者 程文明 李杭飞 +2 位作者 杜润 王玉璞 王书标 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期61-68,共8页

基于计算流体软件Fluent,采用Realizable k-ε湍流模型,对雷诺数Re=6.6×105下不同间隔比的串列双梯形柱绕流特性进行仿真分析;选取间隔比S*在0.5~6之间的7种不同取值,对双梯形柱气动特性系数、涡量图和流线图进行阐述。结果表明:... 基于计算流体软件Fluent,采用Realizable k-ε湍流模型,对雷诺数Re=6.6×105下不同间隔比的串列双梯形柱绕流特性进行仿真分析;选取间隔比S*在0.5~6之间的7种不同取值,对双梯形柱气动特性系数、涡量图和流线图进行阐述。结果表明:串列梯形柱绕流特性与串列圆柱和矩形柱相似,在不同间隔比下存在3种绕流模式,即模式Ⅰ(屏蔽区)、模式Ⅱ(再附区)和模式Ⅲ(撞击区);各模式间存在临界间隔比S*cr,在间隔比S*<1处双梯形柱间产生屏蔽区,1<S*<3时上游梯形柱尾迹在下游梯形柱上下表面产生再附,S*>3时双梯形柱形成各自的涡旋脱落轨迹,下游尾迹涡旋随间隔比的增加由单列交替脱落(模式Ⅰ)过渡为双列脱落(模式Ⅱ、模式Ⅲ);受上游梯形柱尾迹影响,模式Ⅰ下结构稳定性和气动特性参数较其他模式更好。 展开更多

关键词 串列梯形柱 间隔比 雷诺数 绕流特性 涡旋脱落 结构稳定性

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栅格翼绕流特性的实验研究 被引量：8

5

作者 陆中荣 王海文 等 《流体力学实验与测量》 CSCD 北大核心 2002年第1期21-26,共6页

研究了栅格翼的绕流特性。采用氢气泡法和丝线法在水洞和风洞中进行实验 ,显示了栅格翼的自由涡系 ,迎角 0°～ 40°范围内各网孔内的流态。还对栅格翼绕流的基本特性以及流动机理作了讨论和分析。

关键词 栅格翼 流动显示 绕流特性 自由涡系 实验

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基于延迟脱体涡算法高速列车通过隧道时的绕流特性 被引量：3

6

作者 杨广雪 刘志明 +2 位作者 刘秋泽 董磊 周君峰 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期76-85,共10页

基于延迟脱体涡算法和滑移网格技术,建立CRH380A型列车的含有转向架的三维可压缩瞬态仿真模型,模拟研究高速列车气动力、速度场和表面压力这3大绕流特性的变化规律。结果表明:延迟脱体涡算法能较好地捕捉列车通过隧道时的气动特性;当列... 基于延迟脱体涡算法和滑移网格技术,建立CRH380A型列车的含有转向架的三维可压缩瞬态仿真模型,模拟研究高速列车气动力、速度场和表面压力这3大绕流特性的变化规律。结果表明:延迟脱体涡算法能较好地捕捉列车通过隧道时的气动特性;当列车头部刚驶入隧道时,气动阻力迅速升高并在车头完全进入隧道时达到最大值,列车下方2侧的速度纵向分量会急剧增加,位于靠近设备舱位置的速度纵向分量会显著降低;当尾车刚驶入隧道时,隧道内壁与列车侧面之间的流场会出现回流区;当尾车全部刚驶入隧道时,气动升力和侧向力骤然增加;当列车全部驶入隧道后,气动力的波动幅值均明显升高;列车通过隧道过程中,列车侧面压力整体上呈现先增后减、最后维持周期性波动的趋势,处于尾流区的车尾部位具有更强烈的波动特征;列车裙板和车底的表面压力整体上均呈先减后增、最后维持在较高幅值波动的趋势,对列车相关结构的疲劳强度产生不利影响。 展开更多

关键词 高速列车 隧道 气动特性 绕流特性 延迟脱体涡算法

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圆柱桩群绕流特性试验研究 被引量：3

7

作者 邓绍云 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第4期740-742,842,共4页

通过水槽试验,研究了不同圆柱桩群对均匀水流绕流流态的影响程度,对比分析多组试验研究数据发现了:圆柱桩群对均匀水流的影响规律,不同圆柱桩群对同样水流影响性质与程度的差别,不同圆柱桩群对水流流态影响范围的规律,圆柱桩群的阻流率... 通过水槽试验,研究了不同圆柱桩群对均匀水流绕流流态的影响程度,对比分析多组试验研究数据发现了:圆柱桩群对均匀水流的影响规律,不同圆柱桩群对同样水流影响性质与程度的差别,不同圆柱桩群对水流流态影响范围的规律,圆柱桩群的阻流率、排架密度和桩群长度对水流流态的影响规律,不同流速水流对圆柱桩群绕流流态影响规律。得出结论:桩群阻力是桩群影响水流流态的一个因素但非唯一因素,桩群的排列方式和桩群迎流角对水流流态的变化有不同程度影响,且其影响程度甚于阻力。 展开更多

关键词 圆柱桩群 绕流特性 试验研究

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高Re数下变截面正八边形结构绕流特性试验研究

8

作者 姚熊亮 王伟 +1 位作者 杨娜娜 郭占一 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1313-1319,共7页

为得到雷达天线罩的绕流特性以开展结构设计,采用风洞试验方法研究了2.224 2×106≤Re≤8.896 9×106范围内变截面正八边形结构表面压力系数周向分布及其随Re数、倾角和风向角的变化规律,以及Re数对结构的气动力和气动力矩系数... 为得到雷达天线罩的绕流特性以开展结构设计,采用风洞试验方法研究了2.224 2×106≤Re≤8.896 9×106范围内变截面正八边形结构表面压力系数周向分布及其随Re数、倾角和风向角的变化规律,以及Re数对结构的气动力和气动力矩系数的影响。试验结果表明:周向平均压力系数变化较大,且受风向角的影响较为明显,在一定范围内Re数和倾角仅对边界层分离区域压力分布产生作用,而升力系数与阻力系数、升阻比、侧力系数以及气动力矩系数受Re数影响较大,且与风向角的相关性较为显著。 展开更多

关键词 正八边形结构 风洞试验 Re数 平均压力系数 气动力系数 气动力矩系数 绕流特性

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三维钝体结构风压分布与绕流特性的大涡模拟研究

9

作者 汪大洋 周云 谭平 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期270-279,共10页

针对风场作用下三维钝体结构的绕流特性与空间风压分布特性,采用大涡模型对其进行了数值模拟研究,以平均风速和脉动风速作为入口边界条件,在稳态分析的基础上对9种不同来流方向的工况进行了瞬态动力分析,再现了钝体绕流的冲撞、分离、... 针对风场作用下三维钝体结构的绕流特性与空间风压分布特性,采用大涡模型对其进行了数值模拟研究,以平均风速和脉动风速作为入口边界条件,在稳态分析的基础上对9种不同来流方向的工况进行了瞬态动力分析,再现了钝体绕流的冲撞、分离、重附着等现象,揭示了钝体绕流主、次涡循环区的形成、发展机理,提出了空间风压场分布的一般规律。研究表明:钝体绕流对流场风速剖面影响的强弱程度依次为尾流区、屋顶区、来流区,且对中心区域流场风速剖面的影响要大于两侧流场,并由中心区域向两侧逐渐减小;来流区钝体绕流特性与空间风压分布特性较屋顶区和尾流区稳定,尾流区涡旋的非对称生成、脱落对钝体左右两侧流场的冲撞、分离、重附着等具有重要的影响;来流方向与钝体呈45°或135°夹角时,对尾流风场的影响范围最小,但随着来流方向逐渐垂直于钝体,尾流影响区域也逐渐增大。 展开更多

关键词 大涡模型 计算流体动力学 绕流特性 风压分布 瞬态动力分析

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倒顺坝坝头绕流特性及其在航道整治中的应用

10

作者 钟亮 许光祥 何艳军 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期9-17,共9页

倒顺坝是山区河流航道整治中较为常用的一种建筑物,其坝头绕流特性对航道通航水流条件影响明显。应用平面二维水流数学模型研究了倒顺坝坝头绕流特性,获得了绕流区长度、宽度及转点合流速随倒顺坝几何参数及来流条件的变化规律,建立了... 倒顺坝是山区河流航道整治中较为常用的一种建筑物,其坝头绕流特性对航道通航水流条件影响明显。应用平面二维水流数学模型研究了倒顺坝坝头绕流特性,获得了绕流区长度、宽度及转点合流速随倒顺坝几何参数及来流条件的变化规律,建立了相应的计算式,并将其应用于长江猪儿碛浅滩航道整治方案设计中。为此,探讨了猪儿碛浅滩的碍航特性和滩险成因,提出了整治方案。对方案整治效果的分析表明,方案实施后航道尺度满足设计要求,流速增值及消滩判数均符合设计预期目标,航槽内流态较好,无回流、斜流和横流等碍航流态,说明本文建立的倒顺坝绕流特性参数计算式可为航道整治方案设计提供较好的技术支撑。 展开更多

关键词 倒顺坝 绕流特性 浅滩 航道整治 数值模拟

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战术导弹大迎角高M数绕流特性分析

11

作者 李其畅 胡成行 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期201-205,共5页

某战术导弹高马赫数大迎角蒸汽屏流动显示和测力试验先后在中国空气动力研究与发展中心0.6m跨超声速风洞中进行,本文给出了M数为0.8、2.0、4.0,模型迎角为20°、30°、40°时的部分结果。结果表明:模型在大迎角下出现十分... 某战术导弹高马赫数大迎角蒸汽屏流动显示和测力试验先后在中国空气动力研究与发展中心0.6m跨超声速风洞中进行,本文给出了M数为0.8、2.0、4.0,模型迎角为20°、30°、40°时的部分结果。结果表明:模型在大迎角下出现十分复杂的涡系图像;随着M数或迎角的增加,涡的尺寸及其离弹身的高度都增大;当模型状态对称时,流动图像基本上是对称的,而当模型状态不对称时,流动图像也不对称。测力结果与流动显示图像结果具有较好的一致性。 展开更多

关键词 战术导弹 迎角 绕流特性 马赫数 风洞试验

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不同壁面绕流特性的格子Boltzmann模拟研究 被引量：2

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作者 李红群 史冬岩 +1 位作者 王志凯 Wasim M.K.Helal 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期219-225,共7页

为了探讨不同壁面的绕流特性,针对粘性流场中,不同壁面诱导的涡脱落现象以及升阻力系数等流场特性进行了格子Boltzmann数值研究。利用基于分子动理论的格子Boltzmann方法(LBM)求解Navier-Stokes方程,实现对流体运动的描述,针对不同的壁... 为了探讨不同壁面的绕流特性,针对粘性流场中,不同壁面诱导的涡脱落现象以及升阻力系数等流场特性进行了格子Boltzmann数值研究。利用基于分子动理论的格子Boltzmann方法(LBM)求解Navier-Stokes方程,实现对流体运动的描述,针对不同的壁面条件,分别采用不同的格子Boltzmann流-固壁面处理方法。采用Half-way反弹边界条件来处理平直壁面,而曲壁面则采用LBM与有限差分法相结合的形式进行处理,计入了壁面与标准网格不重合对结果造成的影响。开发相应的计算程序,计算结果与已发表文献结果吻合良好,验证了数值模型的正确性。同时,探讨了进出口边界与钝体中心的距离对结果的影响。对比分析了不同壁面的绕流模型中升阻力系数、斯托罗哈数和涡量云图等,并进一步研究了雷诺数条件的影响。结果表明,不同壁面的绕流特性具有明显差异,且同时受雷诺数的显著影响;一般地,平直壁面对于来流作出的响应更迅速。 展开更多

关键词 格子BOLTZMANN方法 绕流特性 壁面处理 粘性流场 对比分析

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圆角化对受迫振动方柱绕流特性影响机理分析

13

作者 程友良 焦慎俐 +1 位作者 许强 刘鑫 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1885-1899,共15页

为分析圆角化对低雷诺数下受迫振动方柱绕流特性的影响机理,对Ansys Fluent软件进行二次开发,即通过用户自定义函数中的DEFINECGMOTION宏对柱体周期性受迫振动的函数进行编程,并对流场计算域进行区域划分以便利用动网格技术中动态层法... 为分析圆角化对低雷诺数下受迫振动方柱绕流特性的影响机理,对Ansys Fluent软件进行二次开发,即通过用户自定义函数中的DEFINECGMOTION宏对柱体周期性受迫振动的函数进行编程,并对流场计算域进行区域划分以便利用动网格技术中动态层法实现柱体受迫振动,从而实现对受迫振动柱体绕流流场的流固耦合模拟.在雷诺数Re=200时,考虑方柱截面不同圆角的影响,对均匀流作用下5种圆角化r/D=1/2,1/4,1/5,1/8和0受迫振动方柱的绕流进行数值模拟,分析了这5种参数下受迫振动方柱的升阻力系数、尾流涡量和锁定区间的变化规律,澄清了圆角化对受迫振动方柱稳定性的影响机理.研究表明:与尖角方柱相比,圆角化方柱升阻力系数有了明显的减小,且升力、阻力系数随圆角增大而减小;低振幅比下圆角方柱的涡旋脱落模式均为2S模态,涡旋尾迹变窄;锁定区间范围基本关于F=1对称,锁定区间的变化趋势与圆柱类似. 展开更多

关键词 圆角化处理 受迫振动方柱 绕流特性 机理分析 动网格技术

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叶片停机位置对风力机塔架绕流及尾流特性影响 被引量：5

14

作者 余玮 柯世堂 王同光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第18期207-213,230,共8页

上风型风力机叶片的绕流和旋转直接影响塔架周围的流场,以南京航空航天大学自主研发的3 MW水平轴风力机塔架-叶片体系为研究对象,采用大涡模拟(LES)方法对叶片不同停机位置(共计八种计算工况)下风力机塔架绕流和尾流特性进行了数值模拟... 上风型风力机叶片的绕流和旋转直接影响塔架周围的流场,以南京航空航天大学自主研发的3 MW水平轴风力机塔架-叶片体系为研究对象,采用大涡模拟(LES)方法对叶片不同停机位置(共计八种计算工况)下风力机塔架绕流和尾流特性进行了数值模拟,并与国内外脉动风压实测曲线进行对比验证了LES方法的有效性。在此基础上,对比分析了叶片不同停机位置对风力机塔架表面压力系数、整体升力及阻力系数、绕流和尾流特性的影响;研究表明叶片停机位置对塔架绕流及气动力分布的影响显著,其中工况五的停机位置最为不利,工况一的停机位置最为有利。主要研究结论可为大型风力机在停机状态下的抗风设计提供参考依据。 展开更多

关键词 风力机塔架 叶片停机位置 大涡模拟 绕流特性 气动力分布

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桩基绕流阻力特性研究现状与展望 被引量：17

15

作者 邓绍云 《水运工程》 北大核心 2006年第9期10-15,共6页

对桩基绕流阻力特性的研究做了详细的回顾,并对研究成果进行了归纳与总结,且指出了研究的不足与空白之处以及以后广大科研工作者该努力的方向。

关键词 桩基 绕流阻力特性 现状 展望

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L形和U形三维钝体结构绕流的数值模拟研究

16

作者 李庆祥 周云 汪大洋 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2011年第3期247-254,共8页

采用大涡模型对L形和U形三维钝体建筑物的绕流特性和风压分布特性进行数值研究。考虑平均和脉动速度入口边界,在雷诺数为1.5×10~5～7×10~5条件下,对2种钝体的9种分析工况进行瞬态动力分析,并将计算结果与已有研究进行对比。... 采用大涡模型对L形和U形三维钝体建筑物的绕流特性和风压分布特性进行数值研究。考虑平均和脉动速度入口边界,在雷诺数为1.5×10~5～7×10~5条件下,对2种钝体的9种分析工况进行瞬态动力分析,并将计算结果与已有研究进行对比。研究表明,钝体绕流对周围流场影响的强弱程度依次为尾流区、屋顶区、来流区,影响大小随着流场与钝体之间距离、钝体建筑高宽比、离地高度的增大而减小,且对来流区0.25H、屋顶上部0.4H、左右两侧0.5H、尾流区2.0H范围内流场的影响最大;钝体迎风面风压分布比较均匀,而侧面、背面和顶面受绕流涡旋的影响较大,平均风压分布较为复杂,并与脉动风压分布具有类似的变化趋势。研究结果对结构抗风设计与建筑风环境设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 大涡模型 计算流体动力学 绕流特性 风压分布 三维钝体结构

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透水性碎石丁坝绕流及块体受力的数值模拟 被引量：4

17

作者 李有为 《水运工程》 北大核心 2021年第11期98-104,共7页

碎石丁坝常用于河道的水流调控,其水动力学特征是评估工程效应的重要依据。流固耦合数值模型可有效地用于模拟相关的水动力学过程,描述其力学特征。建立了带自由表面多孔介质水流模型和离散单元法相耦合的CFD-DEM数值模型,并依据试验数... 碎石丁坝常用于河道的水流调控,其水动力学特征是评估工程效应的重要依据。流固耦合数值模型可有效地用于模拟相关的水动力学过程,描述其力学特征。建立了带自由表面多孔介质水流模型和离散单元法相耦合的CFD-DEM数值模型,并依据试验数据对模型进行有效性及模拟精度的验证。利用该数值模型开展碎石丁坝绕流的数值模拟,研究结构透水性对局部流动和碎石体受力的影响。研究结果表明:1)随着丁坝透水性的增强,尾流区沿流向延长。2)不同坝体透水性条件下的主流区及尾流区的速度分布有明显的差异,但尾流区内的剪切流速的分布具有一定的相似性。3)丁坝结构受力分析显示,随着坝体透水性的增强,块体受力区域由坝头向坝身蔓延、受力区面积逐渐增大。 展开更多

关键词 碎石丁坝 绕流特性 结构受力 CFD-DEM(计算流体动力学和离散单元法)耦合模型 自由表面水流

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检修车轨道对窄幅流线型箱梁涡振性能影响研究

18

作者 段青松 马存明 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期88-94,共7页

为给窄幅流线型箱梁抗风设计提供参考,以某窄幅流线型钢箱梁悬索桥为背景,进行节段模型风洞试验,考虑风攻角,分析检修车轨道对箱梁涡振性能的影响;通过数值模拟,研究检修车轨道及其位置对箱梁绕流特性的影响机理及抑振措施的有效性。结... 为给窄幅流线型箱梁抗风设计提供参考,以某窄幅流线型钢箱梁悬索桥为背景,进行节段模型风洞试验,考虑风攻角,分析检修车轨道对箱梁涡振性能的影响;通过数值模拟,研究检修车轨道及其位置对箱梁绕流特性的影响机理及抑振措施的有效性。结果表明:窄幅箱梁在+3°、0°风攻角时的竖向涡振最大振幅较-3°风攻角时分别增大348%、189%;0°风攻角时,检修车轨道布置于箱梁底板内侧1/6底板宽度位置,窄幅箱梁竖向涡振最大无量纲振幅减小60.8%;在此基础上,检修车轨道内侧布置导流板后,箱梁竖向涡振最大无量纲振幅减小79.9%;检修车轨道布置于箱梁底板且布置导流板时,与检修车轨道布置于斜腹板相比,窄幅箱梁竖向涡振最大振幅大幅减小,箱梁周围的流动结构更加稳定,改善了箱梁涡振性能;将检修车轨道向箱梁底板内侧移动或布置导流板是抑制检修车轨道引起窄幅箱梁涡振的有效措施。 展开更多

关键词 悬索桥 窄幅流线型箱梁 检修车轨道 涡振 绕流特性 风洞试验 数值模拟

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膜态沸腾球体水下运动减阻特性 被引量：1

19

作者 李佳川 魏英杰 +1 位作者 王聪 夏维学 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期345-352,共8页

为揭示膜态沸腾球体水下运动减阻机理,基于计算流体力学方法,采用Mixture多相流模型,耦合蒸发-冷凝相变模型,对亚临界雷诺数范围内的膜态沸腾球体绕流减阻特性进行数值仿真,得到的阻力系数与文献[11]实验结果具有较好的一致性。对比分... 为揭示膜态沸腾球体水下运动减阻机理,基于计算流体力学方法,采用Mixture多相流模型,耦合蒸发-冷凝相变模型,对亚临界雷诺数范围内的膜态沸腾球体绕流减阻特性进行数值仿真,得到的阻力系数与文献[11]实验结果具有较好的一致性。对比分析了普通球体与膜态沸腾球体的绕流特性,研究了雷诺数对膜态沸腾球体绕流特性的影响,分析了膜态沸腾球体绕流运动减阻机理。仿真结果表明:膜态沸腾球体蒸汽膜的存在使球体壁面的无滑移边界条件转化为蒸汽膜的滑移边界条件,减小了壁面对流体的粘滞作用,使流动分离点向尾部移动,减小了球体绕流阻力;蒸汽会在球体尾部发生堆积,随着雷诺数的增大,堆积位置向后移动,阻力系数变小,尾部流动更趋于流线型。 展开更多

关键词 膜态沸腾球体 蒸汽膜 绕流特性 水下运动 减阻特性

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下击暴流作用下超大型冷却塔风场驱动机理与风荷载极值模型

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作者 韩光全 柯世堂 +2 位作者 杨杰 李文杰 任贺贺 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第22期23-32,共10页

风荷载是超大型冷却塔结构设计的控制荷载,现行规范风压分布模型均针对良态风气候,缺乏下击暴流等特异风作用下的风场作用机理与风荷载分布模型。首先,采用冲击射流模型和大涡模拟(large eddy simulation,LES)技术模拟下击暴流三维非定... 风荷载是超大型冷却塔结构设计的控制荷载,现行规范风压分布模型均针对良态风气候,缺乏下击暴流等特异风作用下的风场作用机理与风荷载分布模型。首先,采用冲击射流模型和大涡模拟(large eddy simulation,LES)技术模拟下击暴流三维非定常风场,分析了涡环运动、风速变化等风场特性;然后,以内蒙金山电厂228m世界最高冷却塔为例,揭示了处于风场不同径向位置处超大型冷却塔流场特性、风压系数瞬态分布,以及升/阻力系数分布特征;最后,与规范良态风作用下的考虑极值风效应的包络风压进行对比分析。研究表明:下击暴流发生过程中会产生一系列径向移动、反向旋转的气流涡环,各径向位置处风速随之呈现波动变化趋势;涡环撞击塔筒在迎风区外表面和背风区内表面形成高压区,在塔筒内部和背风面尾流区形成漩涡;塔筒内、外表面时程风压系数脉动趋势明显,底部区域受涡环影响震荡显著;冷却塔升力系数基本为0,层平均阻力系数自塔顶沿塔高方向逐渐增大,在塔底达到最大值;涡环对冷却塔的冲击作用极有可能引起瞬时极值风荷载超出规范良态风限值,进而易引起结构的破坏。 展开更多

关键词 下击暴流 超大型冷却塔 绕流特性 风压分布 升/阻力系数 极值风荷载

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