同轴三圆柱气动力及风压分布的干扰效应

发布时间：2022-01-25 07:05

　　圆柱群结构物和建筑物在实际工程中比较常见,例如冷却塔、烟囱和斜拉索等。在风的作用下,圆柱群中的各个圆柱之间存在相互干扰,其气动特性与单圆柱有所不同。已有研究者较多地对双圆柱进行了研究,三圆柱研究较少,而同轴三圆柱是三圆柱中普遍存在的一种排列形式,因此,进行同轴三圆柱的干扰效应研究具有重要意义。论文首先总结了单圆柱、双圆柱和同轴三圆柱气动特性的研究现状,然后通过刚性模型测压试验研究了同轴三圆柱气动力及风压分布的干扰效应。本文主要工作如下:（1）开展了单圆柱气动特性的研究,并将单圆柱的试验结果与已有研究结果进行了对比,验证了试验结果的可靠性。（2）采用刚性模型测压试验研究了同轴三圆柱在串列（风向角为0°）、斜列（风向角为45°）和并列（风向角为90°）下12种间距比的气动力及风压分布,分析发现串列三圆柱存在临界间距,其临界间距比为3.0≤L/D≤3.5（L为两圆柱中心之间的距离,D为圆柱直径）;并列三圆柱在L/D=1.2时出现双稳态。（3）将同轴三圆柱气动力的试验结果与单圆柱气动力的结果进行了对比分析,揭示同轴三圆柱在不同间距比和不同风向角下的平均阻力、平均升力、脉动阻力和脉动升力的干扰规... 

【文章来源】：石家庄铁道大学河北省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

工程实例

物或构筑物之间相互影响以及干扰的强非线性，使得圆柱群中的单柱所受流体力特性和流动结构与单柱绕流有明显区别。而规范中仅给出了单圆柱和双圆柱的荷载取值，所以同轴对三圆柱气动力和风压分布的干扰效应研究具有重大意义。1.2 研究现状1.2.1 单圆柱气动特性的研究现状1.2.1.1 流场形态圆柱绕流的影响因素较多，其中雷诺数[1-6]、来流湍流度[7-9]和圆柱表面粗糙度[10,11]是影响圆柱绕流的几个关键因素。

图 1-3 不同雷诺数平均风压系数变化曲线[13][13]通过增压风洞试验测试了高雷诺数（Re=106~107）的变化规律，图 1-3 为 Roshko 给出的单圆柱在不同雷诺数，不同流态下的风压分布是不同的，其中 Re=1.1×105 时分离点约为 80°。[14]根据所做的试验并与Son and Hanratty[15]所做试验进行力的峰值点与圆柱绕流的分离点一致。/阻力ovich[12]通过自己的研究以及总结他人研究的基础上，给雷诺数的变化规律，如图 1-4 所示，其中 为平均阻力压阻力， 为脉动阻力， 为平均升力， 为脉动升

【参考文献】：
期刊论文
[1]端部状态对斜拉索节段模型气动特性的影响[J]. 郑云飞,刘庆宽,刘小兵,马文勇.  工程力学. 2017(S1)
[2]低雷诺数条件下并列三圆柱绕流的尾流模式和水动力系数研究[J]. 张力,及春宁,邢国源.  水动力学研究与进展（A辑）. 2017(03)
[3]雷诺数对圆柱气动力和流场影响的试验研究[J]. 刘庆宽,邵奇,郑云飞,李聪辉,马文勇,刘小兵.  实验流体力学. 2016(04)
[4]绕流等边三角形排列的三圆柱[J]. 徐有恒,程兆.  上海力学. 1991(04)

博士论文
[1]双圆柱表面压力分布的同步测量及脉动气动力特性[D]. 郭明旻.复旦大学 2005



本文编号：3608101