摘要：针对H形断面形状易在来风时发生涡激振动和驰振现象,进行高速铁路接触网H形钢柱涡振及驰振特性研究。首先,分别进行支柱涡振、驰振节段模型试验,根据试验结果,纵向来风时支柱会发生明显的涡激振动现象,在横向来风风速大于50m/s时支柱可能会发生驰振现象;通过三组截面气动优化方案的风洞试验,结果及分析表明腹板开孔率为17%的方案对改善横风条件下的支柱驰振有明显作用,并且两个方向来风时涡激振幅均小于10mm,能够满足疲劳检算要求;最后,基于一定线路条件,分析了高速铁路H形钢柱的抗风稳定性。研究结论对于高速铁路尤其大风环境下高速铁路接触网H形支柱的选型及设计具有一定的参考和借鉴意义。

摘要：德江~余庆高速公路乌江特大桥设计为桥长504m的上承式钢管混凝土拱桥,为拱、梁、柱刚结协同受力体系。由于桥跨位于山区峡谷,拱桥跨度增大后,结构刚度会相对较低,考虑到钢混组合结构阻尼比低,因此风荷载及风致振动效应较为显著。通过数值试验的手段,针对跨江公路大桥的抗风性能展开研究,首先确定桥梁设计方案的基本风参数,开展动力特性研究,获取主要模态频率及振型;其次,利用数值模拟方法获取颤振导数,并经过三维颤振稳定性分析方法获取结构的颤振性能;最后,进一步开展拱上立柱的驰振稳定性分析,并对全桥结构开展结构风效应分析。结果表明,大桥的抗风性能满足设计要求。

摘要：结合我国规范，提出高耸结构稳态驰振响应和驰振临界风速分析方法。并根据风洞试验提供的气动参数着重分析了矩形横截面高耸结构的驰振，得到了正方形和长宽比为２∶１的矩形横截面高耸结构稳态驰振响应计算公式，及驰振发生与突变的临界条件。最后，应用本文方法计算了一矩形横截面高耸结构的驰振响应和临界风速，得到了一些对工程设计很有意义的结论。

摘要：基于实验和数值模拟分析,以高温气冷堆蒸汽发生器传热管为对象,研究了流体攻角和截面圆角半径对带圆角的矩形截面柱(简称圆角方柱)旋涡脱落共振和驰振的影响,得到了不同攻角和不同圆角半径下圆角方柱的绕流特性,包括斯特劳哈尔数(St)和升阻力系数。研究结果表明,随着圆角半径的增大,结构的St增大,旋涡脱落共振对应的流速降低,同时驰振力系数逐渐增大,结构发生驰振的临界流速降低,但发生驰振失稳的攻角范围有所减小。本文研究为高温气冷堆蒸汽发生器传热管束矩形截面结构的流致振动设计提供了重要的依据。

摘要：针对H型吊杆易发生驰振失稳的问题,以曾家岩嘉陵江大桥H型吊杆为研究背景,通过节段模型测振试验和CFD数值模拟的方法分别研究了腹板、翼板在较低开孔率下单独开孔以及腹板、翼板同时开孔时开孔率对吊杆气动性能的影响规律;同时为规避开孔断面可能出现压杆失稳的风险,首次提出了在腹板两侧设置气动稳定板的抑振措施,通过多工况对比试验得到气动稳定板尺寸参数的最优取值,并从驰振系数及流场可视化图的角度解释了气动稳定板的抑振机理,证明了此新型抑振措施的有效性。整体结果表明:原断面存在驰振现象;腹板或翼板在较低开孔率下单独开孔并不能避免驰振的发生;腹板和翼板同时开孔能消除驰振现象,但一定程度上会产生竖弯涡振现象,增大翼板开孔率可降低涡振幅值,但腹板开孔率并不是越高越好,而是存在一个较优区间,腹板和翼板开孔率分别为5.6%和16.7%左右时可在抑制驰振的同时消除涡振现象。气动稳定板措施可有效避免驰振的发生,但会滋生小幅度的竖弯涡振现象,稳定板底部与腹板之间的相对缝隙距离B 1/B以及稳定板顶部与翼板间相对竖直距离B 2/B均对吊杆涡振性能有很大影响,其中B 1/B<0时无法抑制驰振现象,在有效影响范围内两个无量纲参数的值越大对于涡振的抑振效果越好;当B 1/B=1/3且B 2/B=2/3时,吊杆断面既无驰振也无涡振现象发生。

摘要：流致振动蕴含着可观的能量,通过能量收集技术可将其转化为电能.为提高低速流场中能量转化效率,本文实验研究了不同截面下钝头体以及它们的宽厚比(W/T)对流致振动能量收集特性的影响,并通过计算流体动力学(computational fluid dynamic, CFD)仿真分析了尾流特性.流致振动能量收集装置由压电悬臂梁和不同截面的钝头体构成.首先搭建了流致振动能量收集风洞实验平台,钝头体的截面分别设置为矩形、三角形和D形,宽厚比分别设定为1, 1.3, 1.8和2.5.然后利用实验方法分析不同形状钝头体的宽厚比(W/T)对位移响应和电压响应的影响规律.最后通过计算流体动力学模拟揭示实验结果的内在力学机理.实验结果表明,当钝头体截面为矩形时,增大宽厚比可以显著提高电压输出峰值;当钝头体为三角形和D形时,增加宽厚比将使系统呈现"驰振"→"驰振+涡激振动"→"涡激振动"响应特性变化趋势,提高了低风速时的能量收集效果. CFD结果解释了实验现象,即随着宽厚比增加,钝头体尾流会产生更加强劲的涡街,显著提高流致振动能量收集效果.相关结果可优化流致振动能量收集装置结构,为提高低速流场的能量收集效果提供理论和实验依据.

摘要：为研究风场湍流度对覆冰导线气动特性的影响,对D形和4种不同冰厚的新月形覆冰导线进行了风洞试验。分别在均匀流、5%和13%这3种均匀湍流场中,获得了0～180°攻角范围内单导线和6分裂导线的气动三分力系数,考察了2种不同形状覆冰时导线截面的气动力特性。同时,根据Den Hartog竖向和Nigol扭转舞动机理,讨论了覆冰导线的驰振不稳定攻角范围,为覆冰导线的舞动计算分析提供了有效参考。研究结果表明:湍流会降低新月形覆冰导线的气动稳定性,其中5%的湍流场对弛振稳定性的影响最为不利。然而对D形覆冰导线而言,湍流仅会略微改变气动力系数的幅值,不会影响其随攻角的变化规律;此外,湍流会提高D形覆冰导线的竖向弛振稳定性,而对扭转弛振稳定性几乎没有影响。

摘要：涡激共振与准定常驰振临界风速相近时,矩形杆件易发一种涡振与驰振耦合风致振动,区别于锁定区间涡振和发散性驰振,是一类响应幅值随风速的增加而线性增长的“软驰振”现象,质量、阻尼是影响耦合程度和估算幅值的关键参数。基于一组宽高比1.2∶1矩形截面杆件节段模型,通过调整模型系统等效刚度、等效质量和阻尼比,实现了Reynolds数一致情况下,相同质量不同阻尼比、相同阻尼比不同质量以及相同Scruton数不同质量、阻尼组合下风振响应对比试验研究。研究表明:耦合状态下,组成Scruton数的质量、阻尼参数对“软驰振”幅值响应的影响是独立的,权重相同;存在影响“软驰振”幅值响应Scruton数“锁定区间(12.4~30.6)”,“锁定区间”内,无量纲风速-幅值响应曲线线性斜率(Slope)不随Scruton数变化而变化,并存在一个使风致振动由耦合状态转变为非耦合状态的Scruton数“过渡区间(26.8~30.6)”;修正了“软驰振”响应幅值估算经验公式,可用于类似工程杆件设计风速范围内的幅值预测。

摘要：为对弹性支撑方柱的流致横向驰振与涡激振动现象进行研究,利用Fluent软件求解Re=500下的粘性不可压流场,方柱振动模型简化为质量-弹簧-阻尼体系,将Newmark-β方法写入用户自定义函数(UDF)来求解柱体运动方程,方柱和流场之间的非线性耦合作用通过动网格实现.考虑了质量比和折合阻尼对方柱振动的影响,结果得到了低频率比下方柱的驰振现象,方柱的最大驰振位移达到2.5倍边长,观察到方柱由驰振到涡激振动的转化.详细分析不同频率比下柱体的升阻力系数、横向位移特征值和尾流涡结构,获得"拍"和"相位开关"等现象.工程中对自振频率较低的方形结构进行设计时需考虑驰振作用的影响,优先采用不易发生驰振的截面形式.

摘要：采用钢管-钢管混凝土复合桥塔可减轻桥塔自重,设计出更轻盈多样的结构造型,为分析桥塔抗风自立状态的抗风性能,采用MIDAS软件对该桥塔进行了抗风性能数值分析,并制作1∶100的缩尺气弹模型进行风洞试验,研究桥塔的涡振、驰振和抖振响应。结果表明:在该桥塔自立状态风洞试验中未发现明显的涡振和驰振现象,紊流场中桥塔抖振响应也很小,无须设置永久性减振措施。