基于转动翼栅的紊流风特性风洞模拟研究

发布时间：2018-07-16 10:13

【摘要】：随着桥梁工程的发展,现代桥梁逐渐朝着更大跨度方向发展,对桥梁结构的抗风性能要求逐渐提高。风洞试验作为研究桥梁结构抗风稳定性的主要方法之一,有必要进一步保证风洞试验的准确性。然而目前国内外风洞试验室通常采用尖劈-粗糙元等被动模拟方法来进行大气边界层风场的模拟,存在积分尺度过小的缺点,与模型缩尺比不匹配。为了能够解决这一难题,本文开发了转动翼栅装置通过进行风洞试验来研究主动模拟方法模拟流场的相关特性,主要包括以下工作:1.开发了转动翼栅装置,设计相应风洞试验并依托西南交通大学XNJD-1号风洞试验室进行流场测试实验。2.通过对流场频谱特性、紊流强度、紊流积分尺度、空间相关性的测量发现转动翼栅装置所模拟的流场为均匀性较好的、单一频率的正弦特性流场,脉动能量比较集中且与翼栅转动频率一致;同时距离转动翼栅装置4.5m～7.5m范围内流场紊流强度比较稳定;紊流积分尺度随翼栅转动频率增大而减小,最大积分尺度可以达到29m;空间相关性较好,相关性系数在0.9左右。3.对4.7m/s、6.8m/s、8.7m/s三个风速下流场测量结果进行比较发现低频区紊流强度随风速增大而减小,高频区紊流强度随风速增大呈先减小后增大趋势,同一风速下,转动频率变化对紊流强度竖风向分量影响较大。本文所研制转动翼栅装置初步解决了被动模拟紊流场紊流积分尺度偏小的难题,同时模拟流场竖风向为正弦变化的脉动风能够满足抖振气动力研究的特殊流场要求。
[Abstract]:With the development of bridge engineering, modern bridges are gradually developing towards the direction of larger span. Wind tunnel test is one of the main methods to study the wind-resistant stability of bridge structure. It is necessary to ensure the accuracy of wind tunnel test. The maximum integral scale can reach 29m, and the spatial correlation is good, the correlation coefficient is about 0.9. 3. The variation of rotational frequency has a great influence on the vertical wind direction component of turbulence intensity.
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U442

【参考文献】

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本文编号：2126063