横风下列车-桥梁联合系统脉动风场研究

发布时间：2024-05-23 05:14

　　目前,高铁桥梁跨度不断增加,高铁列车也向着高速轻型发展,这对于车-桥耦合系统的抗风性能提出了更高的要求。为了便于进行风-车-线-桥耦合振动响应分析,本文基于Taylor湍流冻结假定与湍流各向同性假定,推导了移动列车的脉动风速谱模型,并采用风洞试验的方法对于该模型进行了验证;之后将该模型与静止点脉动风速谱相结合,建立了高速列车-桥上静止点联合系统脉动风场模拟算法。具体内容包括:1)结合国内外对于移动列车脉动风速谱以及多变量随机过程模拟算法的研究现状,总结了相关的研究方法,简述了本文研究内容的理论背景以及发展前景。2)基于Taylor湍流冻结假定与湍流各向同性假定,根据风场内不同点之间的相干性,采用相干函数模型,推导了移动列车的脉动风速谱,并考虑了不同相干函数模型及其衰减系数、列车车速等因素对于列车脉动风速谱的影响。3)开展了考虑车辆运动的风洞试验,在风洞试验室内模拟了移动列车的脉动风速场,从而根据试验结果对于推导得到的移动列车脉动风速谱进行验证。4)结合静止点脉动风速谱与移动列车脉动风速谱模型,建立了高速列车-桥梁联合系统脉动风场模拟算法,并采用显式分解、频率截断以及FFT技术对算法进行...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 脉动风场的随机模拟方法
        1.2.2 移动列车脉动风场
        1.2.3 试验方法
    1.3 本文的研究内容
第2章 基础理论
    2.1 脉动风速谱及相干函数模型
    2.2 脉动风场的多变量随机过程模拟
    2.3 本章小结
第3章 考虑车辆运动的风洞试验研究
    3.1 概述
    3.2 试验装置
        3.2.1 驱动系统
        3.2.2 测量系统
    3.3 试验数据分析
        3.3.1 流场特性分析
        3.3.2 移动点风速场分析
        3.3.3 移动点脉动风速谱
        3.3.4 移动速度对移动点脉动风速谱的影响
    3.4 本章小结
第4章 移动列车脉动风速谱
    4.1 概述
    4.2 移动列车脉动风速谱
        4.2.1 紊流自/互相关系数函数
        4.2.2 移动列车脉动风速谱
    4.3 验证
        4.3.1 低车速验证
        4.3.2 试验验证
        4.3.3 其他风谱模型比较
    4.4 数值算例
        4.4.1 相干函数对风谱的影响
        4.4.2 车速对自相关函数的影响
        4.4.3 车速对风谱的影响
    4.5 本章小结
第5章 桥上静止点-列车联合风场模拟
    5.1 概述
    5.2 联合系统风场模拟
        5.2.1 联合风场自功率谱矩阵与相干函数矩阵
        5.2.2 联合系统相干函数显式分解
        5.2.3 联合系统多变量随机过程算法
    5.3 数值算例
        5.3.1 风场模拟效率
        5.3.2 桥上模拟点风场分析
        5.3.3 移动列车风场分析
    5.4 本章小结
结论与展望
    主要结论
    展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
攻读硕士学位期间参与的科研项目



本文编号：3981052