摘要：为了解大跨长挑臂钢箱组合梁桥抗风性能及选取合适的声屏障形式,以挑臂长7.5 m的钢箱组合梁桥——临猗黄河大桥为背景,基于有限元计算的施工及成桥阶段桥梁动力特性指标,制作1个缩尺比1∶50的最大悬臂施工状态钢箱梁、2个缩尺比1∶60的成桥状态不同声屏障设置形式(直线形、折线形,高度均为2.5 m)钢箱组合梁节段模型进行风洞试验,分析施工和成桥状态主梁断面的涡振、颤振和驰振性能。结果表明:施工状态的钢箱梁抗风稳定性良好,涡振、颤振和驰振性能均满足设计要求;常遇风攻角为0°、±3°时,成桥状态下,设置2.5 m高折线形声屏障可有效抑制主梁涡振响应,且颤振与驰振稳定性均满足规范要求;设置2.5 m高直线形声屏障的主梁发生明显的竖向涡振现象。该桥主梁最终采用2.5 m高折线形声屏障。

摘要：潮流能分布广泛,且储量巨大,具备巨大的规模化开发利用价值.流激振动是一种常见的流固耦合现象,通过柱体流激振动能够在流速较低时实现有效的能量转换,基于柱体流激振动的能量俘获技术在未来具备广阔的工程应用前景.近年来,针对柱体结构流激振动特性和能量俘获性能,出现了大量的实验和数值仿真研究工作.文章全面阐述了多种截面形式的单个柱体、柱群结构流激振动能量俘获理论与技术方面的研究进展:对于单个圆柱流激振动能量俘获,目前已基本揭示了被动湍流控制器参数、系统阻尼、雷诺数和边界条件等因素对能量俘获性能的影响规律,基本完成了理论和技术积累;对于非圆截面柱体流激振动能量俘获,已初步明确特定来流攻角、系统质量比、系统阻尼、系统刚度和雷诺数条件下三角形、四边形、多边形与异形等多种截面形式柱体的流激振动作用机理和能量俘获能力;对于柱群的流激振动能量俘获,各柱体振子之间存在流场干涉,需要合理设计柱体排布形式、柱体间距和系统阻尼等参数,实现流体能量俘获最大化.通过综述国内外流激振动能量俘获理论和技术方面的研究进展,对今后该问题的研究进行了力所能及的展望,期望促进流激振动能量俘获理论的发展和流激振动能量转换装置的工程应用.

摘要：为了提高驰振压电风能采集器的性能,提出具有气动性能改进可能性的曲面阻流体设计,并进一步通过翼翅和附加端盖改进曲面阻流体的气动性能。通过FLUENT仿真和实验研究揭示了翼翅和附加端盖对曲面阻流体气动性能的影响规律。仿真与实验结果表明,翼翅和附加端盖曲面能够显著提高驰振压电风能采集器的气动与俘能性能,有效拓宽了其工作风速范围。

摘要：近年来,圆形钢管构件由于其全对称、体型系数小的截面特性,在特高压输电铁塔或者大跨越塔中得到了大规模的应用,但是圆截面在微风中容易引起涡激振动,微风振动在已投运线路中时有发生,个别还造成了构件的破坏。矩形构件斯托罗哈数较小,可有效改善构件的气动性能,提高构件的起振临界风速,本文通过对矩形构件的宽厚比,起振临界风速、驰振风速等方面进行计算分析,结果表明:矩形构件在不增加工程量的情况下,可大幅提高起振临界风速,可在结构的辅助构件或者隔面中应用。

摘要：为了提出一种流固耦合分析方法用以模拟和分析风致振动现象,通过将拉索-亮化灯具系统的流场简化为相对来流有一定攻角的三圆柱串列模型,将系统振动模型简化为质量-弹簧-阻尼系统,采用SST湍流模型,结合特别设计的网格划分技术,应用ANSYS CFX软件及User Fortran工具自行开发结构动力分析程序,对特征长度相差较大的三圆柱系统之间气动干扰现象进行精确模拟。结果表明:提出的流固耦合分析结果成功再现了风洞试验现象;在风速大于18m.s-1时,下游钢丝绳受到的流体作用变得明显,体现出其改变拉索-灯具系统截面形式的作用,从而在机理上较好地解释驰振力的形成过程,验证了该方法的正确性,并可供类似研究参考。

摘要：为了从试验上研究节段模型风洞试验结果与原型构件实际风振响应的对应关系,基于钢桁架桥梁大长细比杆件的工程背景,采用1根细长矩形钢管开展了原型杆件和按照1∶1比例设计的节段模型的对比测振风洞试验。节段模型与原型杆件具有相同的截面尺寸和基本一致的等效质量、阻尼比以及固有频率。在杆件长边迎风的状态下,原型杆件和节段模型测振风洞试验均实测到了涡激共振区间现象;在杆件短边迎风状态下,均实测到了两者对应的驰振现象。研究结果表明:原型杆件实测的涡激共振位移幅值稍大于节段模型,而两者的驰振性能基本相同。

摘要：斜拉索偏心覆冰后,气动外形不再稳定,在风的作用下,可能诱发驰振;大幅的驰振将威胁到拉索的结构安全,因此,有必要对覆冰斜拉索的驰振稳定性进行深入的研究。应用FLUENT中的SST k-ω模型对三维覆冰斜拉索的绕流场进行数值模拟,得到全攻角下的阻力系数、升力系数及驰振力系数,依此判定覆冰斜拉索是否发生驰振,并得到某大跨斜拉桥部分斜拉索的驰振临界风速。结果表明:经过三维模拟计算的覆冰斜拉索的部分驰振力系数小于零,并且驰振临界风速较小,斜拉索易发生覆冰驰振;与风洞试验和二维模拟数据比较,三维覆冰斜拉索模拟获得的气动力系数比二维更接近试验值。

摘要：针对大跨径悬索桥主缆施工进度对施工期大尺寸尖顶型主缆静风系数及驰振性能影响问题,用CFD数值模拟方法,参考西堠门大桥施工期猫道及主缆设计参数。结合猫道风洞试验结果验证数值模拟参数设置的正确性;计算考虑猫道影响时施工期三角形形状、五边形形状主缆在不同施工进度下的阻力及升力系数;利用登哈托准则计算施工期主缆不同施工进度的驰振力系数。结果表明,数值计算参数设置方法正确;考虑猫道影响,随主缆单层索股数量增加施工期下部呈三角形形状、中部呈五边形形状主缆工况的阻力系数变化不大,升力系数随攻角变化下降趋势明显;随单层索股数量增加驰振力系数总体呈下降趋势;对称型较不对称型工况发生驰振的可能性更大。

摘要：驰振是一种气动不稳定现象,可能导致结构发生剧烈振动而失效。高温气冷堆蒸汽发生器内传热管束处于高速氦气的环境中,其截面为带圆角的方形。为研究这种特殊截面管束的驰振问题,基于准稳态模型推导获得的稳定性判据,采用CFD方法建立二维数值模型,获得不同攻角下的静态流体力数据,并利用此数据研究结构的驰振稳定性。结果表明,圆角结构对结构的驰振稳定性影响较大,能显著减小流体阻力系数,进而降低了结构发生驰振的临界流速;同时,较大的圆角半径会缩小结构可能发生驰振失稳的攻角范围。本文研究为高温气冷堆传热管束的设计提供依据。

摘要：驰振式风能采集器作为风致振动式采集器的典型结构,具有良好的采集性能,在低功率设备,如微机电系统(MEMS)和无线传感设备等方面有着极大的应用前景。文中介绍了基于不同原理的驰振式风能采集器的最新进展,主要分为基于横流驰振和基于尾流驰振的风能采集器,分析总结了各种采集器的特点及性能,包括结构设计、切入风速、输出功率及有效风速范围。然后讨论了采集器在性能方面的提升方法,包括结构和接口电路的优化,以及在自供能无线传感器中的应用。最后对驰振式风能采集器的发展趋势进行了展望。