摘要：通过风洞试验对均匀来流中长径比为5的悬臂圆柱体气动力进行了研究.试验中圆柱直径为200mm,来流风速为5-45m/s,对应的雷诺数为0.68×10^5-6.12×10^5,涵盖了亚临界、临界与超临界区间.研究表明,尽管悬臂圆柱处于均匀流中,但其气动力特性在不同高度上仍存在显著的差异,悬臂圆柱气动力也存在着明显的雷诺数效应.其从亚临界进入临界区所对应的临界雷诺数略大于二维圆柱.悬臂圆柱阻力系数在临界雷诺数范围内的减小幅度明显小于二维圆柱.在亚临界区内,悬臂圆柱阻力系数小于二维圆柱的对应值,而在超临界区则大于后者.尽管处于均匀流中,悬臂圆柱不同高度所对应的临界雷诺数并不相同,越接近自由端越早出现从亚临界向临界区的转变.

摘要：π型主梁断面涡激共振是影响其在大跨度桥梁中广泛使用的重要因素之一。以某大跨度超高三塔斜拉桥为工程背景,采用节段模型测试了施工状态主梁涡振性能,试验发现在设计风速范围内主梁存在明显的竖向涡激共振现象,且在规范规定的阻尼比范围内涡振振幅均大于规范限值;为抑制主梁涡振,设计了隔流板和下稳定板等气动减振措施。结果表明:一定宽度的隔流板虽然能降低主梁涡激共振振幅,但其减振效果有限;两道一定长度的下稳定板能较好的抑制主梁涡激共振,且满足颤振稳定性要求;最后,结合数值模拟的方法对涡振发生及减振机理进行了初步探讨。

摘要：针对A+型标准地铁列车模型(缩尺比1∶20),通过动模型弹射试验研究了地铁列车过隧道、过站台、跟随工况下的隧道内风压、屏蔽门风压分布与变化规律。研究发现:过隧道工况下,列车经过区间泄压井时,会产生与列车进入隧道时类似的压力波,但风压极值略小。过站台工况下,受前方传来的压力波影响,屏蔽门风压出现一极大值;列车通过站台时,屏蔽门风压出现另一极大值,并在车头经过后立刻达到极小值。这些极值风压决定了屏蔽门的强度设计标准。跟随工况下,当前后方列车尚有一定距离时,屏蔽门受压力波影响而出现风压极值,随后压力略为减小并持续一段时间,这一侧向压力是导致屏蔽门无法正常开闭的主要原因。

摘要：为研究高速列车在运营过程中的气动特性,分析其气动特性变化机理,设计了2种高速列车-桥梁系统的气动特性风洞试验方案;开发并建立了适用于在风洞中的高速列车-桥梁系统试验方法与系统;试验系统分为运动系统与数采系统2个部分;运动系统基于惯性驱动原理,以高速伺服电机为驱动力,通过高强度旋转传送带将缩尺比为1∶8~1∶30的移动车辆模型在风洞中以最高速度50 m·s^-1模拟真实运行环境中运行;在运动系统的搭载下,自主研发了一套数采系统,并在风洞实验室中对有无横风作用下的列车进行了气动特性测试。分析结果表明:试验方法与系统适用于加减速距离短、瞬时加速度大的试验场景,且不受车辆外形与基础设施的限制,可降低设计成本,提高试验的安全与稳定性;标准误差与平均值之比均不大于10%,表明数采系统测试的车辆气动特性有较好的平稳性和可重复性,能够精准得到列车在不同试验条件下的气动特性;通过对比有无横风作用下的列车气动特性,得到列车速度对车辆的气动特性影响极其重要;列车高速移动时,其因速度产生的气动影响远远大于横风,且表面测点平均风压系数最大值可达-10,反映了静态模型的试验方式不能够满足模拟列车高速运行时气动特性状态。

摘要：通过风洞实验研究了一端固定于壁面、另一端为自由端的三维正方形棱柱气动力特性。实验中模型宽度d=200mm,高宽比为5,来流风速为U∞=13m/s。基于U∞与d的雷诺数Red=1.73×105。研究发现,三维方形棱柱时均阻力系数(CD)与升力系数根方差值(C′L)都明显小于二维方柱的对应值,且三维方形棱柱的涡脱落频率也相对较低。三维方柱绕流与气动力存在2种典型状态:一种是类似卡门涡街的展向涡交替脱离状态,此时柱体阻力较大,且升力出现大幅周期性波动;另一种是展向涡呈准对称状态脱落,此时阻力较小,而升力无明显周期性波动。第一种状态所对应的C′L明显大于第二种状态的对应值,在柱体下半部分前者C′L为后者2倍左右,2者差异随着向自由端的靠近而逐渐减小。此外,当第一种状态发生时,有限长棱柱气动力的展向相关性也明显强于第二种状态。上述2种典型状态交替随机出现,使有限长棱柱气动力具有明显的非平稳特性。

摘要：为了研究柔性附属结构对5:1矩形柱体气动特性的影响,采用烟线法对矩形柱体的分离再附流动进行可视化研究。通过改变雷诺数Re、风攻角α等参数,对矩形柱体进行测压试验。研究结果表明:柔性附属结构对矩形柱体绕流产生气动干扰作用,且随着Re增加,干扰作用更加明显;随着Re增加和α发生改变,柔性附属结构拍动形态主要包括稳定变形、尖部轻微摆动、中上部大幅度摆动、整体剧烈拍动、拍动并撞壁共5种;柔性附属结构可降低阻力系数,最大降幅为13.6%;柔性附属结构可降低升力系数,降低幅度与Re有关;矩形柱体受到的扭矩绝对值与单柱体时相比显著减小,最大降幅为98.5%。

摘要：针对刚性风屏障会增加桥梁结构阻力和扭矩的问题,基于仿生学原理,设计一种开缝式柔性膜结构。采用测压试验,通过改变攻角等参数,系统地研究开缝式柔性膜结构对5∶1矩形柱体风压分布和气动力的影响,为推广开缝式柔性膜结构在扁平箱梁的应用提供依据。研究结果表明:试验模型的水平对称性和流动二维性比较好,测压试验结果与已有试验结果吻合良好,可以用来分析柔性膜结构对矩形柱体气动力的影响。开缝式柔性膜结构不同位置处的风压系数有区别,其拍动引起的旋涡,加剧了外部气流同柱体表面气流的动量交换。无柔性膜结构时,矩形柱体各截面有较强的展向相关性,在攻角0°~10°范围,柱体表面具有大尺度展向旋涡脱落。柔性膜结构削弱了大尺度展向旋涡,降低了升力系数的展向相关性,是三分力系数减小的重要原因。单独一片柔性膜结构的影响区域有限,沿流向脉动风压迅速衰减,对两片膜结构之间的缝隙处影响较弱。开缝式柔性膜结构对矩形柱体的气动力有较强的影响,在4°攻角下,平均阻力系数最大下降11.8%,平均升力系数最大下降34.5%,平均扭矩系数最大下降60.7%;脉动阻力系数最大下降66.4%,脉动升力系数最大下降68.2%,脉动扭矩系数最大下降55.0%。