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题名桥梁涡振抑制的风力机方法对主梁抖振的影响
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作者
张洪福
蔚来
金松
辛大波
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机构
东北林业大学土木工程学院
上海中森建筑与工程设计顾问有限公司
海南大学土木工程学院
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出处
《沈阳工业大学学报》
北大核心
2025年第5期664-673,共10页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(51908107)。
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文摘
【目的】随着大跨度桥梁悬索桥的快速发展,桥梁风振问题逐渐成为影响其安全性和舒适性的重要因素。小型水平轴风力机安装在桥梁上,不仅能够有效抑制桥梁的涡激振动,还能够提供风能用于桥梁附属设施的供电。然而,小型水平轴风力机对桥梁的影响尤其是对桥梁抖振响应的具体影响,尚未得到全面系统的研究。因此,本文旨在探讨小型水平轴风力机对桥梁抖振响应的影响规律,评估不同风力机布置方式对桥梁动态响应的具体影响,为风力机对桥梁风振的控制提供理论依据和实践指导。【方法】本文以丹麦大贝尔特桥的典型扁平箱梁为研究对象,采用风洞试验、有限元分析和谐波叠加等手段,结合大贝尔特桥的实际风环境和结构特性,模拟和分析了风力机对桥梁抖振响应的影响。在风洞试验中测量桥梁加装风力机后的静力三分力系数,依据相关数据生成桥梁受风荷载的时程响应数据。基于准定常假设和Davenport抖振力模型,结合有限元模型,计算并模拟了桥梁在不同风速下的动态响应。研究过程中设计了6种不同风力机布置方式,考虑了风力机转轴高度和布置间距等参数的变化,探讨了不同布置方案对桥梁横向、竖向位移和加速度响应的影响。【结果】结果表明,小型水平轴风力机的安装会在一定程度上增大桥梁的位移与加速度响应。然而,通过选择适当的风力机布置方案,可以在满足控制涡激振动的基础上,对桥梁的结构安全和舒适度影响较小。桥梁横向位移的增幅整体呈现随风力机叶片转轴高度的降低而减小的趋势。当风力机布置间距为3倍梁高时,竖向位移的增幅最小。此外,通过拟合风力机对桥梁的静风荷载,提出了桥梁安装风力机后的阻力和升力单位荷载估算公式,进而有效评估不同布置方案下风力机对桥梁的影响。【结论】通过合理布置风力机参数(转轴高度和布置间距),能够减小小型水平轴风力机对桥梁动态响应的影响,且不会对桥梁的结构安全及舒适度造成较大影响。风力机的安装高度和布置间距对桥梁的动态响应具有显著影响,应根据桥梁的具体情况选择合理的布置方案,以保证桥梁的结构安全性和舒适性。本文提出了关于风力机布置间距、转轴高度与桥梁风荷载数据之间的数学模型,为未来风力机对桥梁风振控制的优化提供了理论支持。
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关键词
小型水平轴风力机
大跨桥梁
桥梁抖振响应
静力三分力
桥梁有限元模拟
风洞试验
脉动风速模拟
时域分析
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Keywords
small horizontal-axis wind turbine
long-span bridge
bridge buffeting response
static three-component force
bridge finite element simulation
wind tunnel test
simulation of fluctuating wind speed
time domain analysis
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分类号
TU279
[建筑科学—建筑设计及理论]
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题名长大高耸结构的单桩基础振动台试验研究
被引量：4
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作者
周永毅
张建经
曹礼聪
欧阳芳
王志佳
廖蔚茗
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机构
西南交通大学土木工程学院
湖北第二师范学院建筑与材料工程学院
海南大学土木工程学院
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出处
《自然灾害学报》
CSCD
北大核心
2018年第6期133-141,共9页
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基金
国家重点研发计划(2017YFC0504901)
国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB013605-5)~~
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文摘
横向地震响应是影响长大高耸结构(如风机、超高桥墩桥梁等)抗震稳定性的重要因素,开展此方面的研究对于此类结构的防震减灾具有积极意义。本文基于前期开展的单桩基础振动台试验,研究了地震激励下的桩基横向地震响应规律。首先使用加速度空采段数据对环境噪声进行了分析,为滤波器提供合理的截止频率,并将加速度响应结果与Gohl所开展试验进行了对比,以说明上部结构对桩基横向响应的影响。然后使用应变片数据转化得到了桩-土体系的p-y(土抗力-横向位移)数据,并通过不同传感器数据对同一物理量的记录情况对比,验证了试验数据质量,在此基础上研究桩基动力p-y响应规律。所得结果表明:(1)空采段数据所携带的噪声信息可以通过FFT变换后,利用信噪比为滤波器提供合理的截止频率;(2)上部结构对横向加速度响应影响显著,与Gohl试验相比,本文试验土面处加速度放大系数仅是其0. 59倍,而位移响应幅值是其10. 5倍;(3)桩基类型、场地条件对p-y响应影响显著,与Wilson试验结果相比,本试验p-y曲线的最大横向位移仅是其1/13;(4)地震作用下桩基一侧出现了明显的桩土间隙,而另一侧则不存在(刚度一侧加强,一侧减弱),这种两侧的差异性变化会严重影响结构的稳定性,但在其他非高耸结构的桩基振动台试验中少有记录和分析。
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关键词
振动台试验
单桩基础
高耸结构
横向地震响应
防震减灾
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Keywords
shaking table test
single pile
towering structure
lateral seismic response
seismic prevention
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分类号
X43
[环境科学与工程—灾害防治]
X93
[环境科学与工程—安全科学]
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题名四桨船舶螺旋桨轴承力数值预报研究
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作者
李想
任年鑫
孙帅
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机构
海南大学土木工程学院
哈尔滨工程大学船舶工程学院
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出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2023年第7期1028-1038,共11页
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基金
海南省自然科学基金高层次人才项目(520RC543)
国家自然科学基金青年基金资助项目(51709040)。
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文摘
本文基于RANS方法和VOF模型,建立四桨船裸船阻力及自航性能数值预报模型,开展船桨一体数值模拟研究。对比分析内外桨载荷时均值及脉动值的差异,并结合伴流场谐调分析,论述内外桨轴承力差异的原因。研究发现:就载荷均值而言,内桨的轴向载荷分别大于外桨轴向载荷;就载荷脉动值而言,外桨轴向载荷脉动值大于内桨,这是由于桨盘面伴流场各阶谐调分量的差异造成的,在直航工况下,内外桨之间的相互影响较小,相比较而言,外桨工作对内桨性能的影响更大。
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关键词
四桨船
伴流场
轴承力
谐调分析
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Keywords
four-screw ship
wake field
bearing force
harmony analysis
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分类号
U661.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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