二维钝体断面的气动荷载特性的风洞试验研究及其应用

发布时间：2023-10-17 19:16

　　风工程现场实测是研究结构风荷载作用机理以及结构动力响应最为直接的方法,实测的结果可以用来修正现有实验方法和理论模型。现场实测主要是通过GPS,加速度仪器,风速测量仪器等对结构位移,加速度以及台风天气下风速风向进行监测。风工程现场实测是一项基础性的工作,往往需要几年到十几年的长期坚持。风速测量是风工程现场实测的一项重要内容,所采用的设备风速测量仪器工作时需要暴露在空气中,且多数安装在孤立的超高层建筑顶部的高空部位,受强风尤其是雷电的影响很大,损坏较为频繁。本文基于二维钝体结构的气动力研究,提出了一种新的风速测试仪器方案,该方案通过4个微风压差传感器对二维方柱的气动力测量经转换实现对来流平均脉动风速的测量,系列的模型风洞试验验证了该方案的可行性。全文的主要工作如下:(1)首先采用气动平均方法研究了二维方柱表面平均、均方根气动力和气动力的功率谱密度并和逐点同步测压方法的结果进行比较,结果证明气动平均方法可直接用于二维方柱表面的气动力的测量,并大大地减少所需要的风压传感器数量。(2)实施了单个二维方柱气动力的试验,分析方柱无因次化气动力系数(分别定义为两个主轴x、y方向气动力和其合力之比)随风...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 风工程研究方法
        1.2.1 风洞试验
        1.2.2 计算风工程
        1.2.3 现场实测
    1.3 风速测量设备
        1.3.1 机械式风速仪
        1.3.2 热线风速仪
        1.3.3 超声风速仪
    1.4 存在问题和本文的主要工作
        1.4.1 已有测风设备存在的主要问题
        1.4.2 本文主要工作
第二章 二维钝体风洞试验概况
    2.1 风洞实验介绍
        2.1.1 风洞实验室简介
        2.1.2 试验模型
    2.2 气动平均方法基本原理和研究进展
        2.2.1 气动平均研究现状
        2.2.2 气动平均基本原理
    2.3 气动平均试验
        2.3.1 试验工况
        2.3.2 试验风场模拟
        2.3.3 装置表面气动力
        2.3.4 气动力平均值
        2.3.5 气动力均方根值
        2.3.6 气动力功率谱密度
    2.4 本章小结
第三章 来流风向角的确定
    3.1 装置表面气动力与来流风速
    3.2 单层测定装置实验
        3.2.1 试验工况
        3.2.2 风速对无因次化气动力系数随风向角变化曲线的影响
        3.2.3 湍流度对无因次化气动力系数随风向角变化曲线的影响
    3.3 双层二维方柱方案
    3.4 双层二维方柱实验
        3.4.1 试验工况
        3.4.2 风速对无因次化气动力系数随风向角变化曲线的影响
        3.4.3 湍流度对无因次化气动力系数随风向角变化曲线的影响
        3.4.4 风向角范围判定
        3.4.5 装置表面风压与风向角
    3.5 本章小结
第四章 来流风速的确定
    4.1 大气边界层
    4.2 平均风速剖面
    4.3 来流风速的确定
        4.3.1 阻力系数随风向角变化曲线
        4.3.2 湍流度对阻力系数随风向角变化曲线的影响
        4.3.3 来流风速
    4.4 本章小结
第五章 来流的湍流特性确定
    5.1 湍流强度
    5.2 脉动风速功率谱
    5.3 风速谱到风压谱的转换
        5.3.1 点状结构
        5.3.2 大型结构
        5.3.3 气动导纳经验公式
    5.4 实验气动导纳
        5.4.1 实验气动导纳
        5.4.2 拟合气动导纳
    5.5 本章小结
结论与展望
    1. 本文的创新点
    2. 本文的主要工作总结
    3. 正在进行中工作
    4. 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



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