混合式风电塔架风荷载特性及风致响应研究

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作者 邱法强 宋杰 邹良浩 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第4期43-52,I0001,共11页

上部圆筒、下部格构式的混合式风电塔架是一种极具潜力的新型抗风结构,但目前其抗风性能还尚未彻底明晰,相关研究较少。通过高频测力天平风洞试验,测量了两种不同高度比(格构与圆筒高度的比值)的混合式塔架刚性模型在不同风向角下的风荷... 上部圆筒、下部格构式的混合式风电塔架是一种极具潜力的新型抗风结构,但目前其抗风性能还尚未彻底明晰,相关研究较少。通过高频测力天平风洞试验,测量了两种不同高度比(格构与圆筒高度的比值)的混合式塔架刚性模型在不同风向角下的风荷载,并对其风荷载特性进行了分析研究。此外,基于线性振型假定和振型分解法计算了两种塔架在设计风速下的风致响应,分析了风向角及塔架形式对风致响应的影响。结果表明:两种塔架的平均阻力系数随风向角的变化规律一致,在30°或45°风向角下取得较大值,约为1.4;相较于高度比较小的塔架,高度比较大的塔架升、阻力系数均方根、响应均更小,其合位移、合加速度响应是前者的66%~87%;两种塔架的阻力均小于对应的圆筒式塔架,风致动态响应在45°风向角时达到最大。本文研究可为实际工程应用中的塔架结构选型提供一定参考。 展开更多

关键词 混合式风电塔架 高频测力天平 风洞试验 风荷载特性 风致响应

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支管排烟作用下双层隧道顶棚温度分布试验研究 被引量：2

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作者 陈万红 余沛 +2 位作者 王湛 唐智 方正 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第4期475-481,共7页

针对下层隧道采用支管排烟模式的双层盾构隧道,通过开展缩尺寸模型试验对烟气温度分布进行系统研究,探讨火源功率、排烟口开启方案(排烟口数量和距离)和排烟量等关键因素对火灾烟气温度分布的影响。结果表明:随着排烟口距离的增加,顶棚... 针对下层隧道采用支管排烟模式的双层盾构隧道,通过开展缩尺寸模型试验对烟气温度分布进行系统研究,探讨火源功率、排烟口开启方案(排烟口数量和距离)和排烟量等关键因素对火灾烟气温度分布的影响。结果表明:随着排烟口距离的增加,顶棚烟气温度逐渐升高;开启距离火源最近的两个排烟口时,顶棚烟气温度最低;随着排烟量的增大,在远离火源的区域顶棚烟气温度逐渐降低;火源上下游顶棚下方温度沿隧道纵向呈现指数衰减规律,在不同的排烟量和火源功率下,相对温度衰减ΔT_(x)/ΔT_(max)的值变化不大。通过对试验数据进行拟合分析,推导出支管排烟模式下,火源上下游顶棚烟气温度纵向衰减预测模型。 展开更多

关键词 双层公路隧道 支管排烟 缩尺试验 温度分布

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双层隧道上层车道顶部单侧与双侧机械排烟的效果研究

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作者 王恩师 王湛 唐智 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第9期1240-1246,共7页

为了探讨双层隧道上层车道顶部排烟时,单侧与双侧机械排烟对火灾烟气控制及蔓延的影响,采用FDS对某典型双层隧道在不同排烟控制模式下的烟气控制效果进行了对比研究。在说明模型合理性的基础上,对比分析了不同排烟风机开启模式下的烟气... 为了探讨双层隧道上层车道顶部排烟时,单侧与双侧机械排烟对火灾烟气控制及蔓延的影响,采用FDS对某典型双层隧道在不同排烟控制模式下的烟气控制效果进行了对比研究。在说明模型合理性的基础上,对比分析了不同排烟风机开启模式下的烟气蔓延距离、排烟口处气体质量流率和温度变化规律。研究表明,开启隧道排烟道单侧风机和双侧风机时,排烟口处气体质量流率分布呈现不同规律,同时开启隧道两侧的排烟风机时烟气蔓延范围最小,是同等排烟量下只开启隧道下游一侧风机的47.8%~88.1%,且各排烟口处具有更低的平均温度,综合反映出同时开启隧道两侧的排烟风机具有更好的控烟效果。此外,探讨了在排烟道单侧和双侧排烟模式下隧道烟气蔓延范围随火源位置的变化规律。 展开更多

关键词 双层盾构隧道 机械排烟 烟气蔓延距离 排烟口排气量 温度场

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喷淋作用下地铁站台烟气流动模拟研究 被引量：9

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作者 张雷 唐智 +3 位作者 方正 陈聪 温裕春 王梓豪 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第3期293-296,共4页

以某典型地铁站台为研究对象,采用FDS数值模拟方法,分析喷淋系统和排烟系统耦合作用下地铁站台的火灾烟气流动,探讨了喷淋和排烟口高度对站台排烟控制的影响。结果表明:喷淋开启后会诱发喷淋区域内的火灾烟气沉降,能见度低于10 m,对火... 以某典型地铁站台为研究对象,采用FDS数值模拟方法,分析喷淋系统和排烟系统耦合作用下地铁站台的火灾烟气流动,探讨了喷淋和排烟口高度对站台排烟控制的影响。结果表明:喷淋开启后会诱发喷淋区域内的火灾烟气沉降,能见度低于10 m,对火源附近的人员疏散不利;而喷淋对火灾烟气的冷却卷吸作用有助于减弱烟气沿站台纵向蔓延动量,有利于喷淋区域外的人员疏散;排烟口高度越高排烟效果越好,但对喷淋区域内能见度的改善效果不显著。 展开更多

关键词 地铁火灾 自动喷水灭火系统 烟气运动 FDS

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室外木结构连廊水幕系统实验研究

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作者 鲍勇 王骏横 +1 位作者 王晓伟 方正 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第1期73-76,共4页

搭建室外木结构连廊实验平台开展水幕系统实验,结合建筑的特殊构造,设置不同朝向的水幕喷头,通过两组点火工况的对比,分析水幕启动下不同位置温度及热辐射的变化。结果表明,水幕系统的启动能够有效控制热辐射和烟气蔓延,使得水幕系统后... 搭建室外木结构连廊实验平台开展水幕系统实验,结合建筑的特殊构造,设置不同朝向的水幕喷头,通过两组点火工况的对比,分析水幕启动下不同位置温度及热辐射的变化。结果表明,水幕系统的启动能够有效控制热辐射和烟气蔓延,使得水幕系统后的区段处于相对安全的状态。该系统可为类似工程的消防设计提供参考。 展开更多

关键词 木结构连廊 水幕系统 热辐射 烟气蔓延

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水喷雾对隧道遮挡火灭火性能及顶棚温度的影响

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作者 杨涛 余志华 +2 位作者 王湛 李琴文 唐智 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第9期1316-1321,1340,共7页

水喷雾系统作为一种有效的火灾扑救设施,被广泛应用于隧道等场所中。本研究基于1:8的缩尺寸双层隧道火灾试验平台(36 m长、单层隧道净高0.58 m),在该模型的下层隧道空间内开展了水喷雾试验,探究了水喷雾系统工作压力、开启时间、喷淋区... 水喷雾系统作为一种有效的火灾扑救设施,被广泛应用于隧道等场所中。本研究基于1:8的缩尺寸双层隧道火灾试验平台(36 m长、单层隧道净高0.58 m),在该模型的下层隧道空间内开展了水喷雾试验,探究了水喷雾系统工作压力、开启时间、喷淋区段和开启组数等因素对火灾控制效果的影响。研究结果表明,水雾与火焰作用过程中火焰强化和燃烧抑制作用共同存在,燃烧抑制作用随着水喷雾压力的增加而增强,喷水压强超过0.30 MPa后燃烧抑制起主导作用;火源熄灭时间随着水喷雾区段的增加而缩短;越早启动水喷雾系统,越能迅速有效地将火场温度控制在较低水平,较晚开启水喷雾,高温汽化产生大量水蒸气,对燃烧产生阻隔作用,减弱火势的增长,同时水喷雾区段作用范围对隧道火灾烟气温度分布具有显著影响。 展开更多

关键词 隧道火灾 水喷雾 开启时间 喷水压力

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多跨格构式构架气弹模型设计与风洞试验 被引量：3

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作者 李峰 邹良浩 +1 位作者 陈寅 梁枢果 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第13期23-31,共9页

为了研究复杂多跨格构式构架风致响应特性,通过对比主要气弹模型制作方法的优缺点,以某典型1 000 kV两跨变电构架为背景,采用刚性节段加V型弹簧片的方法设计制作了满足前4阶频率相似比的气弹模型。在此基础上,通过气弹模型风洞试验测试... 为了研究复杂多跨格构式构架风致响应特性,通过对比主要气弹模型制作方法的优缺点,以某典型1 000 kV两跨变电构架为背景,采用刚性节段加V型弹簧片的方法设计制作了满足前4阶频率相似比的气弹模型。在此基础上,通过气弹模型风洞试验测试得到了不同风速和不同风向角工况下,结构典型部位的位移和加速度时程,并研究了多跨格构式构架的风振响应特性,最后采用惯性风荷载方法和阵风荷载因子法评估了典型节段的风振系数。结果表明:采用刚性节段加V型弹簧片的方法设计制作的气弹模型能较好满足外形、质量、频率、阻尼比等重要参数的相似关系;风向角对位移均值的影响十分显著,其最不利风向角与相应主轴成15°夹角;顺风向与横风向的加速度响应均方根处于同一数量级,横风向风致振动效应较为明显;该结构垂直于跨向中塔的风振响应以第一阶模态的共振分量为主,边塔基阶模态与高阶模态的共振分量均较大,高阶模态的贡献不可忽略;同一节段的位移风振系数值略大于惯性力风振系数值。该试验结果对多跨格构式构架的抗风设计具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 多跨格构式构架 气弹模型 风洞试验 风振响应 风振系数

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基于层内力等效的偏心高层建筑三维等效静力风荷载 被引量：1

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作者 邹良浩 潘小旺 +1 位作者 樊星妍 梁枢果 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期109-119,共11页

对于质心和刚心不重合的偏心高层建筑,由于结构三维振型耦合与气动力耦合等因素的影响,其等效静力风荷载的评估变得十分复杂.基于振型加速度法,推导了考虑三维气动力耦合和振型交叉项贡献的偏心高层建筑各层拟静力项和惯性力项内力(剪... 对于质心和刚心不重合的偏心高层建筑,由于结构三维振型耦合与气动力耦合等因素的影响,其等效静力风荷载的评估变得十分复杂.基于振型加速度法,推导了考虑三维气动力耦合和振型交叉项贡献的偏心高层建筑各层拟静力项和惯性力项内力(剪力和弯矩)响应计算方法 .在此基础上,基于各层内力响应等效,建立了能合理反映荷载沿高分布信息的结构三维等效静力风荷载评估方法.随后,结合3种典型矩形截面高层建筑刚性模型测压风洞试验,分析了荷载相关性、结构偏心率和截面长宽比对偏心结构三维等效静力风荷载的影响.研究表明:对于偏心截面高层建筑,振型交叉项和荷载相关性对结构风致响应与等效静力风荷载的贡献不可忽视,若忽略两者则会低估偏心高层建筑三维等效静力风荷载,特别是扭转向等效静力风荷载.此外,偏心率和截面长宽比同样影响偏心高层建筑等效静力风荷载的大小和分布情况.相关研究可为偏心高层建筑的抗风设计提供一定的指导. 展开更多

关键词 高层建筑 风效应 等效静力风荷载 耦合效应 风洞试验

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钢筋混凝土地铁上盖平台车辆火灾模拟试验 被引量：2

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作者 吴明洋 余敏 +2 位作者 唐智 方正 徐浩铭 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期31-40,共10页

为探求钢筋混凝土上盖平台在车辆火灾下的温度演化以及结构的火灾响应,完成了上盖平台的汽车火灾模拟试验。采用缩尺寸试验研究了结构模型室内空间和围护结构的温度分布和变化情况,在此基础上结合分层壳模型对上盖平台楼板进行了有限元... 为探求钢筋混凝土上盖平台在车辆火灾下的温度演化以及结构的火灾响应,完成了上盖平台的汽车火灾模拟试验。采用缩尺寸试验研究了结构模型室内空间和围护结构的温度分布和变化情况,在此基础上结合分层壳模型对上盖平台楼板进行了有限元耐火模拟。结果表明:在火灾后结构整体保持完整,能满足抗火的需求;所建立的钢筋混凝土楼板热力耦合有限元模型和试验结果吻合良好,进一步验证了试验和数值结合方法的有效性。该研究可为上盖平台结构的车辆及地铁火灾的抗火性能评估提供参考。 展开更多

关键词 车辆火灾 地铁上盖平台 钢筋混凝土 火灾模拟试验 数值模拟

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基于强迫振动的高层建筑扭转向气弹效应 被引量：2

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作者 施天翼 邹良浩 梁枢果 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期93-99,共7页

基于可设定振动频率和振幅的扭转强迫振动装置,采用同步测试风洞试验方法,测试了不同试验风速和扭转振幅情况下高层建筑模型表面各测点的风压时程与结构扭转位移时程.推导了结构扭转气弹效应识别方法,并进行不同风速、不同振幅和不同刚... 基于可设定振动频率和振幅的扭转强迫振动装置,采用同步测试风洞试验方法,测试了不同试验风速和扭转振幅情况下高层建筑模型表面各测点的风压时程与结构扭转位移时程.推导了结构扭转气弹效应识别方法,并进行不同风速、不同振幅和不同刚度偏心情况下的矩形高层建筑扭转向气弹效应的评估.结果表明:高层建筑扭转向气动刚度可以忽略不计;扭转向气动阻尼对高层建筑响应的影响应予以考虑,尤其是当风速达到临界值时,气动阻尼迅速下降,产生负气动阻尼. 展开更多

关键词 高层建筑 风洞试验 强迫振动 气弹效应

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大型室内主题乐园安全疏散设计 被引量：1

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作者 鲍勇 方正 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2019年第2期223-226,共4页

分析大型室内主题乐园在疏散人数、疏散距离确定方面的技术难点,提出利用人员密度法及功能需求计算法、管理措施确定总疏散人数,疏散至防火隔离带、设置避难走道等消防策略解决疏散距离过长的问题。结合具体工程,选取不同的火源位置,根... 分析大型室内主题乐园在疏散人数、疏散距离确定方面的技术难点,提出利用人员密度法及功能需求计算法、管理措施确定总疏散人数,疏散至防火隔离带、设置避难走道等消防策略解决疏散距离过长的问题。结合具体工程,选取不同的火源位置,根据灭火系统、自然排烟有效和失效的情况设置4个火灾场景,利用FDS和Pathfinder软件进行模拟分析,验证消防设计的可行性,为类似工程的消防设计提供参考。 展开更多

关键词 大型室内主题乐园 安全疏散 数值模拟 疏散人数 疏散距离 防火隔离带 避难走道 准安全区

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