拉索和水线非定常气动自激力的试验研究

发布时间：2018-07-22 10:10

【摘要】：为研究拉索和水线的非定常气动力特性,制作直径350mm的拉索模型,采用HD-2风洞实验室自主研发的强迫振动装置,进行拉索竖向和扭转耦合振动状态下的测压试验,积分得到振动状态下拉索和水线的气动升力和阻力时程,识别拉索和水线的8个相关气动导数,并利用气动导数研究拉索和水线的非定常气动力。研究结果表明,采用拉索模型扭转来模拟水线的震荡是可行的;拉索和水线的气动导数在平均升力系数突降的水线位置角下出现较大的正值,反映准定常气动力的主要特性;采用气动导数得到的拉索和水线的非定常气动力与其实际气动力吻合的较好,风雨激振理论研究可采用这种非定常方法获得拉索和水线的气动力。
[Abstract]:In order to study the unsteady aerodynamic characteristics of cable and waterline, the cable model of diameter 350mm was made. The forced vibration device developed by HD-2 wind tunnel laboratory was used to measure the pressure of cable under the condition of vertical and torsional coupling vibration. The aerodynamic lift and drag history of the pull-down cable and the waterline are obtained by integrating the aerodynamic derivatives of the cable and the waterline, and the unsteady aerodynamic forces of the cable and the waterline are studied by using the aerodynamic derivatives. The results show that it is feasible to use cable model to simulate the oscillation of waterline, and the aerodynamic derivatives of cable and waterline have a large positive value under the waterline position angle of sudden drop of average lift coefficient, which reflects the main characteristics of quasi-steady aerodynamic force. The unsteady aerodynamic forces of cables and waterlines obtained by aerodynamic derivatives are in good agreement with the actual aerodynamic forces. The wind and rain induced vibration theory can be used to obtain the aerodynamic forces of cables and waterlines.
【作者单位】： 湖南大学风工程试验研究中心;中铁大桥勘测设计院集团有限公司;
【基金】：国家自然科学基金(50708035)
【分类号】：U443.38;U448.27

【参考文献】

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1 杜晓庆,顾明;斜拉索上雨线的气动力特性的试验研究[J];同济大学学报(自然科学版);2005年05期

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3 李寿英;孙文峰;陈政清;;基于强迫振动装置的拉索和水线气动力试验[J];中国公路学报;2013年02期

【共引文献】

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3 李寿英;顾明;陈政清;;运动水线三维连续弹性拉索风雨激振理论模型[J];湖南大学学报(自然科学版);2009年02期

4 彭卫;斜拉桥拉索风雨激振研究近期进展[J];金华职业技术学院学报;2005年03期

5 顾明;李寿英;杜晓庆;;斜拉桥拉索风雨激振理论模型和机理研究[J];空气动力学学报;2007年02期

6 李凤臣;杨鸥;田石柱;张丽娜;;基于多尺度法索-桥耦合非线性动力响应分析[J];沈阳建筑大学学报(自然科学版);2013年05期

7 李寿英;孙文峰;陈政清;;基于强迫振动装置的拉索和水线气动力试验[J];中国公路学报;2013年02期

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9 谢桂华;刘荣桂;蔡东升;陈蓓;;Calculation model and mechanism analysis for rain-wind-induced vibration of stay cable[J];Journal of Central South University;2014年03期

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2 李寿英;孙文峰;陈政清;;拉索和水线非定常气动自激力的试验研究[A];第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2013年

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4 杜晓庆,顾明;斜拉索上雨线的气动力特性的试验研究[J];同济大学学报(自然科学版);2005年05期

5 顾明,杜晓庆;模拟降雨条件下斜拉桥拉索风雨激振及控制的试验研究[J];土木工程学报;2004年07期

6 许林汕;葛耀君;赵林;;高精度风雨模拟环境下拉索风雨激振试验研究新发现[J];土木工程学报;2011年05期

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9 彭超;大跨度斜拉桥拉索参数振动与半主动控制研究[D];湖南科技大学;2011年

10 宫赛;采用气动措施斜拉索表面压力分布试验研究[D];长安大学;2012年

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本文编号：2137063