典型桥梁断面软颤振现象及影响因素 被引量：33

1

作者 朱乐东 高广中 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1289-1294,1382,共7页

采用弹簧悬挂节段模型测振的试验方法研究了常用的全封闭箱梁断面、中央开槽箱梁断面、半封闭箱断面和双边肋断面等4种典型桥梁断面可能出现的软颤振响应.试验结果表明:上述4种断面均可能出现不同尺度的软颤振现象,软颤振表现为弯扭自... 采用弹簧悬挂节段模型测振的试验方法研究了常用的全封闭箱梁断面、中央开槽箱梁断面、半封闭箱断面和双边肋断面等4种典型桥梁断面可能出现的软颤振响应.试验结果表明:上述4种断面均可能出现不同尺度的软颤振现象,软颤振表现为弯扭自由度耦合的单频振动特征,其耦合程度不仅会随着风速的变化而变化,而且会随着断面流线性变好而增加;流线性较差的钝体断面的软颤振风速区间往往很宽.桥面附属结构会增强软颤振响应,而改变结构阻尼对软颤振稳定振幅的影响并不明显. 展开更多

关键词 典型桥梁断面 软颤振 弯扭自由度耦合 非线性自激力

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双边肋桥梁断面软颤振非线性自激力模型 被引量：20

2

作者 朱乐东 高广中 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期29-35,共7页

采用弹簧悬挂节段模型测振的方法,研究了双边肋桥梁断面的软颤振响应。试验中观察到明显的软颤振现象,软颤振发生在扭转模态内,以单自由度的扭转振动为主,弯扭耦合效应比较微弱。将颤振导数拓展为瞬时扭转振幅的函数,以计入自激力的非... 采用弹簧悬挂节段模型测振的方法,研究了双边肋桥梁断面的软颤振响应。试验中观察到明显的软颤振现象,软颤振发生在扭转模态内,以单自由度的扭转振动为主,弯扭耦合效应比较微弱。将颤振导数拓展为瞬时扭转振幅的函数,以计入自激力的非线性效应。参数识别结果表明,自激力的非线性主要体现为气动阻尼的非线性效应,气动刚度的非线性较弱。通过对比软颤振响应的计算值和试验值,初步验证了该自激力模型和参数识别结果的可靠性。根据气动阻尼和结构阻尼随瞬时振幅的变化关系,对软颤振的机理进行了探讨。 展开更多

关键词 双边肋断面 软颤振 非线性自激力模型 非线性气动阻尼 软颤振机理

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沿海典型大跨桥梁桥址区台风极端风荷载预测与应用 被引量：6

3

作者 方根深 赵林 +2 位作者 卫苗苗 李珂 葛耀君 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1390-1398,共9页

基于日本气象局1951年至2015年西北太平洋最佳路径数据库,采用地理加权回归方法,分别建立了台风路径、强度和风场参数递推模型,并结合台风边界层三维风场解析模型,提出了适用于我国沿海地区台风风灾模拟的随机模拟算法。以深中通道伶仃... 基于日本气象局1951年至2015年西北太平洋最佳路径数据库,采用地理加权回归方法,分别建立了台风路径、强度和风场参数递推模型,并结合台风边界层三维风场解析模型,提出了适用于我国沿海地区台风风灾模拟的随机模拟算法。以深中通道伶仃洋航道桥为工程背景,开展了桥址区10万年台风随机模拟,分别构建了极值风速的重现期曲线、超越概率曲线和竖向风剖面等,可直接应用于指导桥梁的抗台风设计。最后,在考虑伶仃洋航道桥结构参数和气动参数不确定性基础上,开展了该桥的颤振可靠度分析,评估其在台风作用下的颤振失效概率和安全性能。 展开更多

关键词 台风 大跨桥梁 随机模拟 极端风荷载 颤振 风险评估

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阈值法在沿海混合风气候极值风速预测中的对比与应用

4

作者 朱超 赵林 +2 位作者 方根深 代希华 鲜荣 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第4期726-735,共10页

台风等极端强风条件下,风速实测数据不足且分布不均匀,传统用于估算重现期极值风速的基于极值分布概率函数的阶段极值法难以应用。系统回顾了在小样本极值风速预测中常用的两种阈值法-越界峰值法(POT)和独立风暴法(MIS),结合Monte-Carl... 台风等极端强风条件下,风速实测数据不足且分布不均匀,传统用于估算重现期极值风速的基于极值分布概率函数的阶段极值法难以应用。系统回顾了在小样本极值风速预测中常用的两种阈值法-越界峰值法(POT)和独立风暴法(MIS),结合Monte-Carlo随机模拟理论,随机生成了服从六种常用风速概率分布的母体伪风速样本,事先可以获得预期的特定重现期风速极值,由此对比了POT和MIS法对阈值选取的敏感性以及在重现期极值风速预测中的差异。通过整理崇明岛气象站提供的1971年至2007年的日最大和台风条件逐时间隔的10 min风速数据,分别对混合气候(不区分良态风和台风数据类型)、良态气候和台风气候三种气候条件的风速分布概型进行比较,并采用阶段极值法和两种阈值法预测了不同气候条件下的重现期极值风速,在比较不同方法预测结果差异基础上,阐明了不同方法的准确性和实用性,为台风气候条件下基于实测数据的重现期极值风速预测提供参考。 展开更多

关键词 台风 良态风 越界峰值法 独立风暴法 重现期 极值风速

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基于多芯梁框架系统的悬索桥气弹模型设计方法

5

作者 兰义哲 葛耀君 +1 位作者 张晋杰 杨詠昕 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期1026-1034,共9页

针对大跨度双层桥面钢桁架悬索桥,提出了一种新的加劲梁气弹模型设计方法,称为多芯梁框架系统。该系统包含上下两层芯梁、横向联系刚臂和竖向框架刚臂。通过将设计过程转化为优化问题,并采用有约束的模式搜索法,获得了满足设计指标的加... 针对大跨度双层桥面钢桁架悬索桥,提出了一种新的加劲梁气弹模型设计方法,称为多芯梁框架系统。该系统包含上下两层芯梁、横向联系刚臂和竖向框架刚臂。通过将设计过程转化为优化问题,并采用有约束的模式搜索法,获得了满足设计指标的加劲梁设计参数值。敏感性分析表明,横向联系刚臂和上下两层纵向芯梁的尺寸对模态频率具有关键影响。动力特性测试结果验证了多芯梁框架系统模拟的准确性,低阶模态频率与设计目标值误差在±5%以内。这一设计方法作为全桥气弹模型设计方法的有效补充,适用于桁架形式加劲梁,实现了气动外形、刚度系统和质量系统的整体最佳模拟。 展开更多

关键词 桥梁工程 多芯梁框架系统 模式搜索优化算法 全桥气弹模型 动力特性

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湍流场高分辨重构的时程深度学习方法

6

作者 战庆亮 白春锦 葛耀君 《船舶力学》 北大核心 2025年第1期1-11,共11页

湍流的研究离不开高分辨率的流场数据,但受测量方法、计算效率和数据存储等多方面限制,高分辨率湍流数据的直接获取仍比较困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出基于神经网络的特征编码预测模型与高分辨率的湍流重构方法。首先... 湍流的研究离不开高分辨率的流场数据,但受测量方法、计算效率和数据存储等多方面限制,高分辨率湍流数据的直接获取仍比较困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出基于神经网络的特征编码预测模型与高分辨率的湍流重构方法。首先,基于一维卷积方法建立湍流时程的低维表征模型;然后,基于人工神经网络模型建立测点坐标与特征编码之间的映射关系,实现未知测点的特征编码预测;最后,利用所预测的特征编码结合表征模型的解码器生成求解域内任意位置处的湍流时程。对Re=2.2×10^(4)的方柱湍流场进行低维表征,进而实现高分辨率流场时程数据的重构,并验证方法的准确性。本文所提方法是一种在时间维度上具有高精度的湍流重构方法,且是一种无监督训练方法,可广泛应用于基于一点的传感器数据处理,是一种适用于湍流流场时程数据重构的新方法。 展开更多

关键词 湍流重构 湍流流场时程 深度学习 特征提取 无监督模型

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桥梁主梁颤振临界风速预测的瞬时功率平衡算法 被引量：1

7

作者 赵林 程樾 +3 位作者 刘圣源 方根深 崔巍 葛耀君 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期90-99,共10页

桥梁跨度的持续增大导致其风致振动问题尤为突出,其中颤振失稳作为一种发散性振动是大跨度桥梁抗风研究的关键内容。基于颤振临界状态瞬时功率平衡的思路,采用非线性优化提出一种大跨度桥梁颤振临界风速预测的算法。针对弯扭耦合的两自... 桥梁跨度的持续增大导致其风致振动问题尤为突出,其中颤振失稳作为一种发散性振动是大跨度桥梁抗风研究的关键内容。基于颤振临界状态瞬时功率平衡的思路,采用非线性优化提出一种大跨度桥梁颤振临界风速预测的算法。针对弯扭耦合的两自由度运动系统,二维桥梁断面的风致自激力和结构力对系统的能量贡献依赖于折算频率、风速以及竖向与扭转运动的幅值比和相位差。由此根据颤振临界状态瞬时功率平衡的原则,将颤振临界状态的预测转变为瞬时功率平衡目标函数最小值的求解问题。采用薄平板断面进行颤振临界状态分析,通过与节段模型风洞试验和经典二维颤振分析方法结果对比,验证基于瞬时功率平衡颤振分析方法的可行性和准确性。相较于以受力平衡为主要特点的传统分析方法,所提方法更加清晰且量化地呈现出颤振过程多种气动力分量之间的贡献关系,能够精准描述桥梁断面颤振发生时的系统状态,实现结构颤振临界状态的合理评估。 展开更多

关键词 颤振 瞬时功率平衡 临界风速预测 桥梁主梁 薄平板

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我国沿海混合强风区典型桥址设计风速取值研究 被引量：2

8

作者 吴思哲 方根深 +3 位作者 潘放 胡小浓 赵林 葛耀君 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期599-607,共9页

为解决我国沿海典型强/台风混合风气候地区仅依赖实测样本难以准确估计不同风气候极值风速的问题,提出同时考虑台风与非台风的极值风速估计方法.对于非台风气候,利用最优概率密度分布拟合年极值风速样本,并考虑因有限样本和概率模型选... 为解决我国沿海典型强/台风混合风气候地区仅依赖实测样本难以准确估计不同风气候极值风速的问题,提出同时考虑台风与非台风的极值风速估计方法.对于非台风气候,利用最优概率密度分布拟合年极值风速样本,并考虑因有限样本和概率模型选择产生的不确定性,获取非台风极值风速区间,其中广义极值(GEV)分布与皮尔逊Ⅲ型(P3)分布估计不确定性约为3~8 m/s.对于台风气候,采用随机路径数值模拟方法,结合三维台风风场模型直接估计10 m高度、基准高度处的极值风速.由此将非台风和台风作为独立事件,采用两者极值风速曲线外包络作为推荐的极值风速设计曲线,并与现行规范进行比较.结果表明,以区间作为取值依据,可保证规范风速普遍低于上包络风速2~5 m/s,临近区间均值,落于区间内,提供了更全面的风速取值方法. 展开更多

关键词 混合强风 台风 非台风 极值风速 不确定性 随机模拟

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非定常流场时程重构的深度学习方法 被引量：2

9

作者 战庆亮 白春锦 +1 位作者 吴智虎 葛耀君 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期319-327,共9页

高分辨率的流场数据对流动问题的研究具有重要意义。受测量方法、计算效率等多因素限制,高分辨率流场的直接获取仍有一定困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出非定常流动时程数据重构的深度学习方法。该方法直接面向样本时程... 高分辨率的流场数据对流动问题的研究具有重要意义。受测量方法、计算效率等多因素限制,高分辨率流场的直接获取仍有一定困难。本文基于流场时程数据的低维表征模型,提出非定常流动时程数据重构的深度学习方法。该方法直接面向样本时程数据,凭借一维卷积的特性提取出样本中包含的时程特征;然后,建立物理空间与表征模型编码空间之间的映射关系;最后,利用一维反卷积对低维表征进行解码,实现对流场中任意位置数据的重构。对Re_(D)=200的非定常圆柱层流绕流流场进行低维表征与验证,进而实现高分辨率流场时程数据的重构,并证明方法的准确性。本文方法是一种无监督方法,是一种时间维度上具有高精度的流场数据重构方法,适用于基于传感器的时程数据处理。 展开更多

关键词 流场重构 流场时程 深度学习 特征提取 无监督模型

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双幅钢箱梁竖弯涡振气动力演变特性 被引量：1

10

作者 徐胜乙 方根深 +2 位作者 赵林 宋神友 葛耀君 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1139-1150,共12页

双幅钢箱梁桥是工程实践中一种常用的大跨度连续梁桥型式,但并列双箱复杂的旋涡脱落和交互作用可能引发显著的涡激振动现象,影响结构的疲劳性能和行车舒适性。本文以某六边形双幅钢箱连续梁桥为工程背景,对大比例节段模型开展了测振、... 双幅钢箱梁桥是工程实践中一种常用的大跨度连续梁桥型式,但并列双箱复杂的旋涡脱落和交互作用可能引发显著的涡激振动现象,影响结构的疲劳性能和行车舒适性。本文以某六边形双幅钢箱连续梁桥为工程背景,对大比例节段模型开展了测振、测压风洞试验,对比了双幅钢箱梁在不同间距下竖弯涡振全过程(涡振前、上升区、振幅极值点、下降区及涡振结束)的分布气动力演变特点,提出了有效控制双幅钢箱梁桥涡振的气动措施。研究表明,双幅钢箱梁桥涡振锁定区间长、振幅大,+3°为最不利攻角,涡激力的倍频效应与间距和双幅箱梁涡振的振幅均有关。在小间距及低风速时,上、下游梁背风侧的分布气动力对涡激振动起到增强作用;在大间距或较小间距且高风速时,开槽附近上表面和下游梁斜腹板位置的分布气动力对涡激力起主要增强作用,也是双幅钢箱梁产生大幅涡激振动的诱因。提出了槽间裙板与两端风嘴组合的综合气动控制措施,通过切断槽间涡的传播途径从而降低桥面处分布气动力对涡激力的贡献,该措施可有效减弱双幅钢箱梁桥的竖弯涡振。 展开更多

关键词 桥梁抗风 双幅钢箱梁 涡激振动 风洞试验 分布气动力 气动措施

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坝陵河大桥桥位深切峡谷风剖面实测研究 被引量：30

11

作者 朱乐东 任鹏杰 +2 位作者 陈伟 周成 王继全 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期15-21,共7页

用相控阵声雷达风廓线仪对坝陵河大桥桥址处深切峡谷中风剖面进行了实地观测,结果表明:在地形复杂的山区深切峡谷中,平均风剖面受峡谷地形影响较大,形态有时显得较为复杂而不规则,呈现锯齿形、正切变形或逆切变形等多样化。在峡谷的上半... 用相控阵声雷达风廓线仪对坝陵河大桥桥址处深切峡谷中风剖面进行了实地观测,结果表明:在地形复杂的山区深切峡谷中,平均风剖面受峡谷地形影响较大,形态有时显得较为复杂而不规则,呈现锯齿形、正切变形或逆切变形等多样化。在峡谷的上半部,平均风速较大时其剖面相对较为规则,但不符合规范中描述平坦地貌平均风速剖面的幂函数形式,而具有e指数函数的变化规律。此外,统计显示,风向角在低空范围内受峡谷地形的影响要比在高空范围内严重,其在低空范围的变化幅度也要比在高空范围的变化幅度大。风迎角的散布范围和绝对值大小均随高度的增加呈减小的趋势。观测得到的峡谷湍流度大于平坦地貌湍流度的规范推荐值,同时峡谷湍流度具有一定的随机性,并且这种随机性随高度的增加而变大。 展开更多

关键词 深切峡谷 平均风速剖面 湍流度剖面 现场实测 声雷达

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箱形双幅桥气动干扰效应对颤振和涡振的影响 被引量：38

12

作者 朱乐东 周奇 +1 位作者 郭震山 孟晓亮 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期632-638,共7页

以主跨310m的天津塘沽海河既有独塔斜拉桥拓宽工程的初步设计方案为背景,通过一系列弹簧悬挂节段模型风洞试验研究了箱形分离平行双幅桥之间的气动干扰效应对其颤振稳定性能和涡激共振特性的影响.结果显示:气动干扰效应使得箱形分离平... 以主跨310m的天津塘沽海河既有独塔斜拉桥拓宽工程的初步设计方案为背景,通过一系列弹簧悬挂节段模型风洞试验研究了箱形分离平行双幅桥之间的气动干扰效应对其颤振稳定性能和涡激共振特性的影响.结果显示:气动干扰效应使得箱形分离平行双幅桥与既有单幅桥相比,颤振临界风速明显降低,主要气动导数曲线递减至递增的转折点也明显提前,颤振稳定性能变差;气动干扰效应还使得箱形分离平行双幅桥与既有单幅桥相比,竖弯和扭转涡激共振最大幅值和风速锁定区间都有显著增大,涡激共振起振风速降低,斯脱罗哈数有所提高.结果还显示:气动干扰效应对箱形分离平行双幅桥下风侧桥的颤振和涡振性能的影响要比对上风侧桥的影响更大.因此,在将既有桥拓宽成分离平行双幅桥时必须考虑气动干扰效应对其颤振稳定性能和涡激共振特性的影响. 展开更多

关键词 桥梁颤振 临界风速 气动导数 涡激共振 风速锁定区间

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超强台风山竹近地层外围风速剖面演变特性现场实测 被引量：24

13

作者 赵林 杨绪南 +3 位作者 方根深 崔巍 宋丽莉 葛耀君 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期43-54,共12页

利用多普勒激光雷达在琼州海峡北岸徐闻地区从2018年9月15日12:28到2018年9月17日13:53对1822号超强台风山竹外围风场进行实测,获得台风登陆前29个小时至登陆后21个小时时间范围内每隔10min一次的近地层风速剖面演变数据。总结台风远端... 利用多普勒激光雷达在琼州海峡北岸徐闻地区从2018年9月15日12:28到2018年9月17日13:53对1822号超强台风山竹外围风场进行实测,获得台风登陆前29个小时至登陆后21个小时时间范围内每隔10min一次的近地层风速剖面演变数据。总结台风远端风场演变过程的4个阶段:外围小风、登陆前强风切变、登陆后低空急流、台风远离时风速衰减;发现台风远端风场S形和反C形2种风剖面形态;总结距离台风中心230～750km范围内最大风速高度沿台风半径向外先增大后减小的趋势;发现台风登陆前远端风场平均最大风速高度约360m,平均风剖面幂指数0.41,登陆后平均最大风速高度约800m,平均风剖面幂指数0.28;验证Vickery提出的对数律修正模型对台风远端风场风剖面形态的适用性,发现该模型对反C形风剖面拟合度较好,对S形风剖面上部重现度较差。 展开更多

关键词 台风 远端风场 边界层 实测 风剖面 演变过程

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我国东南沿海台风极值风速预测与区划图构建 被引量：9

14

作者 方根深 Weichiang Pang +2 位作者 赵林 曹曙阳 葛耀君 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期43-53,共11页

中国沿海是全球受台风灾害最严重的区域之一,获取台风极值风速对指导沿海土木工程结构抗风设计、防灾减灾和风险评估至关重要,中国现有抗风设计体系未单独设定台风极值风荷载。文章提出基于地理加权回归的台风模拟方法,主要包括台风路... 中国沿海是全球受台风灾害最严重的区域之一,获取台风极值风速对指导沿海土木工程结构抗风设计、防灾减灾和风险评估至关重要,中国现有抗风设计体系未单独设定台风极值风荷载。文章提出基于地理加权回归的台风模拟方法,主要包括台风路径、强度和风场参数递推模型,基于日本气象局1951~2015年历史台风最佳路径数据,开了西北太平洋地区台风局部路径和全路径随机模拟,结合台风边界层三维风场模型,预测不同工程场地的极值风速,率先完整创建我国沿海区域台风极值风速区划图并讨论台风风灾空间分布特点;面向不同建筑结构设计需求,形成台风风灾曲线和极值风速剖面数据库,为沿海建筑结构抗台风设计提供极值风荷载输入条件,推进我国结构抗风理论体系从传统良态风向台风的跨越。 展开更多

关键词 台风 极值风速 结构抗风 随机模拟 风灾

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钢桥塔涡振气动控制措施研究 被引量：10

15

作者 朱乐东 张宏杰 张海 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期585-589,共5页

杭州之江大桥桥塔为曲线型钢桥塔,刚度与阻尼较小,桥塔自立状态出现涡振的可能性较大。为确定桥塔的涡振风速锁定区间及涡振振幅,进行了全塔气弹模型试验。试验结果显示,在横桥向来流的作用下,桥塔顺桥向涡振振幅过大,需要采取气动控制... 杭州之江大桥桥塔为曲线型钢桥塔,刚度与阻尼较小,桥塔自立状态出现涡振的可能性较大。为确定桥塔的涡振风速锁定区间及涡振振幅,进行了全塔气弹模型试验。试验结果显示,在横桥向来流的作用下,桥塔顺桥向涡振振幅过大,需要采取气动控制措施加以控制。试验中所采用的气动措施包括:在桥塔凹角处增加扰流栏杆、多孔角型扰流器和多孔扰流板等控制措施。进一步的试验结果显示,多孔扰流板的涡振控制效果显著,能有效降低涡振振幅,满足规范的限值要求。多孔扰流板的减振机理是其允许适量的气流穿过其孔洞,从而扰乱或削弱桥塔两侧角部有规律的旋涡脱落。 展开更多

关键词 斜拉桥 钢桥塔 涡振 气动控制措施 风洞试验

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多孔扰流板对半封闭窄箱梁涡振的减振效果 被引量：18

16

作者 朱乐东 张海 张宏杰 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期50-55,共6页

大跨度桥梁涡激共振是影响桥梁运营阶段行车舒适性和桥梁构件疲劳寿命的重要因素。以某半封闭钢箱梁斜拉桥为工程背景,通过节段模型风洞试验研究了在宽高比约为8.1的半封闭窄箱梁底板外缘安装多孔扰流板气动措施的涡振减振效果。结果表... 大跨度桥梁涡激共振是影响桥梁运营阶段行车舒适性和桥梁构件疲劳寿命的重要因素。以某半封闭钢箱梁斜拉桥为工程背景,通过节段模型风洞试验研究了在宽高比约为8.1的半封闭窄箱梁底板外缘安装多孔扰流板气动措施的涡振减振效果。结果表明:对于这类半封闭窄箱梁,在上游侧安装多孔板的减振效果略好于上下游两侧同时安装多孔板的减振效果,只在下游侧安装多孔板的减振效果要明显不如前二者;此外,多孔板悬挑宽度对其涡振减振效果也有较大影响,一般来说多孔板悬挑宽度越大,减振效果越好,尤其是对于只在下游侧安装多孔板的情况,多孔板悬出宽度对减振效果的影响更明显。 展开更多

关键词 斜拉桥 半封闭窄箱梁 涡激共振 气动减振措施 多孔扰流板

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基于试验设计与代理模型的中央开槽箱梁气动外形优化方法 被引量：5

17

作者 赵林 方根深 +2 位作者 展艳艳 陈逸群 葛耀君 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期25-32,共8页

为克服大跨度桥梁主梁断面气动选型过程中几何参数多、潜在组合多、试验工作量大的难题,提出基于“均匀试验设计+Kriging代理模型”优化策略的桥梁断面气动外形优化方法。以某大跨桥梁中央开槽箱梁颤振性能优化为例,采用该方法进行气动... 为克服大跨度桥梁主梁断面气动选型过程中几何参数多、潜在组合多、试验工作量大的难题,提出基于“均匀试验设计+Kriging代理模型”优化策略的桥梁断面气动外形优化方法。以某大跨桥梁中央开槽箱梁颤振性能优化为例,采用该方法进行气动外形优化。基于计算流体动力学(CFD)数值模拟,首先通过“均匀试验设计”合理选取CFD分析工况,再利用“Kriging代理模型”以尽可能少的工况建立主梁几何参数-颤振临界风速关系模型,基于该模型分析不同几何参数对桥梁颤振性能影响规律,获取最优主梁断面。结果表明:“均匀试验设计+Kriging代理模型”优化策略能够在保证模型精度的前提下显著减少计算工况,工作量仅为遍历性试验的0.68%;CFD数值模拟、试验设计与代理模型策略的结合可以快速评估不同几何参数对抗风性能的影响规律,在背景桥梁主梁高度和行车道宽度下,中央开槽箱梁的颤振最优参数为槽宽比D/B=0.12、风嘴角度α=44°、下斜腹板倾角β=11°。 展开更多

关键词 大跨度桥梁 中央开槽箱梁 气动选型 颤振性能 均匀试验设计 Kriging代理模型 CFD数值模拟

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斜风下典型桥塔抖振性能的比较 被引量：4

18

作者 周奇 朱乐东 郭震山 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期126-132,共7页

为了研究斜风中自立状态下桥塔的抖振性能,进行了倒Y型和钻石型桥塔的气弹模型试验,并对比分析了几种典型桥塔的抖振性能.试验结果表明:当桥塔横桥向结构为H柱时,抖振响应-风偏角曲线出现一个较明显波峰,且响应最大值出现在峰值处;当桥... 为了研究斜风中自立状态下桥塔的抖振性能,进行了倒Y型和钻石型桥塔的气弹模型试验,并对比分析了几种典型桥塔的抖振性能.试验结果表明:当桥塔横桥向结构为H柱时,抖振响应-风偏角曲线出现一个较明显波峰,且响应最大值出现在峰值处;当桥塔横桥向结构为独柱时,抖振响应-风偏角曲线变化较为平缓,没有明显波峰出现;当桥塔横桥向结构介于上述两者之间时,抖振响应-风偏角曲线出现一个波峰,但峰值较小.在不同紊流度和风速的流场下,桥塔抖振响应-风偏角曲线均具存在上述规律.同一风偏角下,桥塔抖振响应为风速二次曲线,但受涡振或驰振现象的影响.总之,斜风下典型桥塔抖振响应曲线与其横桥向结构形式、风偏角和来流风速有关,与紊流度无关. 展开更多

关键词 典型桥塔 抖振性能 结构形式 风偏角 紊流度

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考虑模型抖振力跨向不完全相关性效应的气动导纳识别 被引量：5

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作者 徐自然 周奇 朱乐东 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期39-46,共8页

首先通过考虑节段模型上抖振力跨向不完全相关性效应推导了节段模型风洞试验中作用在模型断面上的分布抖振力谱和由底支式天平测到的模型总抖振力谱之间的关系。然后,以准平板断面为例,进行了格栅湍流场节段模型的测力和同步测压试验,... 首先通过考虑节段模型上抖振力跨向不完全相关性效应推导了节段模型风洞试验中作用在模型断面上的分布抖振力谱和由底支式天平测到的模型总抖振力谱之间的关系。然后,以准平板断面为例,进行了格栅湍流场节段模型的测力和同步测压试验,获得了模型总抖振力谱以及模型抖振力跨向相关性函数。接着,采用等效导纳法以及抖振力自谱和抖振力脉动风速交叉谱综合残量最小二乘法分别识别了准平板节段模型等效气动导纳和六分量气动导纳,讨论了模型抖振力跨向不完全相关性效应对气动导纳识别结果的影响,并把识别得到的准平板断面气动导纳与平板断面气动导纳的理论结果——Sears函数进行了比较。结果表明:忽略抖振力跨向不完全相关性效应(即假设节段模型分布抖振力沿跨向完全相关)而直接采用平均抖振力作为断面上分布抖振力的传统方法会导致气动导纳识别结果偏小,并且,其偏小程度会随着频率的增加而增加;此外,相对于抖振升力和扭矩相关的气动导纳分量而言,由于抖振阻力的跨向相关性比抖振升力和扭矩的跨向相关性显得更弱,因此抖振力跨向不完全相关性效应对阻力相关气动导纳分量识别结果的影响更大;利用识别得到的六分量气动导纳反算的作用在模型上的分布抖振力谱与试验中实测结果非常接近,经抖振力跨向不完全相关性效应修正后的竖向脉动风速对应的升力和扭矩气动导纳分量的识别结果与Sears函数也比较接近,从而验证了用于六分量气动导纳识别的自谱-交叉谱综合最小二乘法的可靠性。 展开更多

关键词 气动导纳识别 自谱-交叉谱综合最小二乘法 格栅湍流风场 节段模型测力 节段模型测压 跨向不完全相关性

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箱形主梁悬臂水平分离板的颤振控制效果与机理 被引量：7

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作者 张宏杰 朱乐东 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1569-1574,1640,共7页

为改善主跨1 400m钢箱梁斜拉桥颤振稳定性,通过节段模型风洞试验研究了中央稳定板、中央开槽、加装悬臂水平分离板(CHSP)等多种气动控制措施的效果.结果表明,在所研究的各种气动控制措施中,CHSP的效果最好,它可显著改善桥梁的颤振性能,... 为改善主跨1 400m钢箱梁斜拉桥颤振稳定性,通过节段模型风洞试验研究了中央稳定板、中央开槽、加装悬臂水平分离板(CHSP)等多种气动控制措施的效果.结果表明,在所研究的各种气动控制措施中,CHSP的效果最好,它可显著改善桥梁的颤振性能,尤其是在+3°风攻角情况下的颤振性能.采用二维三自由度耦合颤振分析方法,对原钢箱梁断面和加装CHSP后的钢箱梁断面进行了颤振驱动机理和颤振形态的分析与对比,结果显示,对于那些气动外形介于流线形和钝体之间的主梁断面,CHSP的颤振控制效果与其宽度及风攻角有很大关系,合理分离板宽度应综合考虑不同风攻角下的颤振控制效果而定.控制机理分析表明:CHSP主要通过改变扭转牵连运动产生的两项气动阻尼随风速的变化规律,以及改变自由度耦合效应这样两条途径来达成了改善颤振性能目的. 展开更多

关键词 超大跨度桥梁 颤振控制 悬臂水平分离板 控制机理 颤振形态

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