国家自然科学基金(51178425)
- 作品数：28 被引量：215H指数：10
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- 脉动风场的模拟方法及其在输电线路风振计算中的应用被引量：10
- 2013年
- 针对脉动风场各种模拟方法的适用性问题,在相同的输电塔线实例上进行模拟方法的应用,对比各种方法的计算效率和计算结果,分析各种模拟方法的适用性和等价性,最后探讨单塔和塔线体系计算结果的差异。研究表明:基于POD分解的WAWS法不存在风速互谱密度矩阵无法分解的情况,计算效率较高,因此推荐使用。考虑三维风场后响应的脉动均方根比一维风场大;塔线体系中计算得到的响应均方根比单塔大。
- 沈国辉黄俏俏郭勇邢月龙楼文娟孙炳楠
- 关键词：风场输电塔风振响应时域分析
- 基于风洞试验的高层建筑风致响应和等效风荷载计算被引量：4
- 2012年
- 针对复杂体型和有气动干扰情况下高层建筑的风致响应和设计风荷载问题,提出一种基于风洞试验的计算方法,利用同步测压的风洞试验数据获得高层建筑的风压测层合力,基于简化层模型,在频域内给出该高层建筑风致响应和对应于各种响应等效风荷载的计算方法,并将该方法应用于某高层实例.分析表明:位移响应以第1阶模态贡献为主,加速度响应的前几阶模态均有贡献;采用频域和时域方法获得的位移和加速度响应吻合较好;本实例中基于顶部位移、底部剪力和底部弯矩的等效风荷载结果非常接近;等效风荷载的累加值可用来判断最不利风向角.
- 沈国辉王宁博孙炳楠楼文娟
- 关键词：高层建筑风致响应等效风荷载风洞试验频域法
- 光滑圆柱风噪声的风洞试验研究被引量：4
- 2018年
- 针对光滑圆柱在不同风速时的风噪声问题,建造了用于杆系结构风噪声试验的声学风洞。进行了11种直径圆柱在4种风速下的风洞试验,分析了圆柱风噪声的频谱特征和卓越频率,探讨了累计卓越声压级和卓越频带宽度等随风速和雷诺数的变化规律。结果表明:圆柱风噪声的卓越频率随着风速的增大呈线性增加,随直径的增加呈反比例降低;在试验雷诺数范围(3×10~3~1×10~5)内由卓越频率反算的斯特罗哈数约为0.20,并随着雷诺数增加呈缓慢减小趋势;圆柱的累计卓越声压级随着雷诺数的增大而增大,在雷诺数较小(<3×10~4)时离散较大,在较大雷诺数时离散减小。
- 沈国辉张扬余世策朱敏捷郑朝阳
- 关键词：风噪声声学风洞风洞试验声压级
- 峡谷和垭口地形风场特征的CFD数值模拟被引量：9
- 2016年
- 为获得峡谷和垭口地形的风场特征和典型位置的风加速效应,采用计算流体动力学(CFD)方法进行模拟计算,将计算得到的单山结果与风洞试验及规范进行对比以验证CFD计算的有效性,对峡谷和垭口地形进行数值模拟计算,分析峡谷和垭口在不同山脚间距时的加速效应,针对内侧山脚和山顶处的加速比给出设计建议.研究表明:山顶处加速比最大;山体横风切面的加速效应比顺风切面显著;CFD模拟与风洞试验结果吻合较好;山顶处,垭口地形风加速效应比峡谷和单山都大;内侧山脚加速比随着两山靠近而增大;内侧山脚处,峡谷地形的加速比小于规范下限,垭口地形在山间距小于一半山体底部直径、离山表面高度低于0.4倍山体高度时的加速比大于规范上限;山顶处的加速比在各种工况下均比较接近;不建议将山顶和垭口位置作为构筑物的选址地点.
- 姚剑锋沈国辉姚旦邢月龙楼文娟
- 关键词：CFD模拟山地地形
- 2种风场下格构式圆钢塔的天平测力试验研究被引量：17
- 2014年
- 针对格构式圆截面钢管塔天平测力风洞试验的体型系数是否需要修正的问题,采用6种体型的圆钢塔在均匀流和B类地貌下进行测力试验.根据基底剪力和基底弯矩计算输电塔的整体体型系数,对比2类风场下的数据以获得体型系数在均匀流时的修正系数.研究表明,按基底弯矩和基底剪力计算的体型系数比较接近;输电塔顺线向体型系数的最大值出现在均匀流的15°风向和B类地貌流场的0°风向;在圆钢塔的天平测力风洞试验中,B类地貌风场下测试获得的体型系数更加合理,均匀流下建议进行体型系数的修正.
- 沈国辉项国通邢月龙郭勇孙炳楠楼文娟
- 关键词：输电塔风荷载体型系数雷诺数
- 直径30cm圆柱的气动力参数和绕流特性研究被引量：12
- 2020年
- 为研究光滑圆柱的气动力系数和绕流特性,在均匀流中进行不同风速下的测压风洞试验,试验获得了阻力系数、升力系数、表面风压分布、风压相关性系数、斯托罗哈数等随雷诺数的变化特征,并将试验结果与以往结果进行比较。研究表明:升力系数的脉动值大于阻力系数的脉动值,说明涡脱造成的横风向激励比顺风向紊流激励剧烈;雷诺数位于临界区域时,圆柱表面风压分布呈现出对称-不对称-对称的变化过程,反映了由层流分离转化为湍流分离的全过程;在雷诺数为352000时呈现一侧为层流分离、另一侧为湍流分离的临界流态,风压呈现出左右不对称的单边泡形式;获得层流分离和湍流分离时的表面风压相关性分布特征,层流分离时圆柱同一侧的风压测点均呈较强的正相关,而湍流分离时在分离点前的区域相关性较强,分离点之后的区域相关性较弱;层流分离的升力系数谱有显著的峰值,表明尾流是规则的漩涡脱落,而湍流分离的升力系数谱没有明显峰值,表明尾流是随机的漩涡脱落。
- 沈国辉姚剑锋郭勇邢月龙楼文娟
- 关键词：圆柱风洞试验风压分布
- 输电塔风致响应的时频域计算方法和比较被引量：8
- 2013年
- 针对输电塔顺风向风致响应的各种时频域计算方法的适用性问题,以两个典型输电塔为例比较各种方法获得的结果,探讨输电塔的响应特征和各种方法的适用性,为输电塔顺风向风致响应的计算提供参考.研究表明:时频方法和频域的两种方法(完全二项式(CQC)法和背景加共振法)得到的结果非常接近,说明这些方法均适用于求解输电塔结构的风致响应;在频域分析中,模态交叉项的贡献不可忽略;对于较柔的输电塔,只考虑第1阶主参模态会产生较大的误差,须要考虑多阶模态的参与.
- 沈国辉黄俏俏邢月龙郭勇
- 关键词：风致响应输电塔频域法
- 大规格角钢轴压杆局部屈曲稳定强度折减系数对比被引量：1
- 2019年
- 大规格角钢的等效宽厚比较大,轴压构件边缘有可能会发生局部失稳而丧失承载力,国内外规范常用的方法是采用强度折减系数对设计强度进行适当的折减,从而防止发生构件的局部屈曲。为此,对铁塔设计规范(包括DL/T5154、ASCE74-2009、AISC、BS8100、EN50341及CSA)中关于稳定强度折减系数的计算原理进行梳理和分析,得到了一套适应我国规范的大规格角钢稳定强度折减系数的计算方法;同时,根据国内外规范对大规格角钢稳定强度折减系数计算方法进行对比分析,得到了相应的国外规范稳定强度折减系数的分布特点,且与我国规范的计算结果进行对比研究。研究结果揭示了大规格角钢稳定强度折减系数的取值要点,并可作为输电铁塔构件设计的参考。
- 潘峰陈文翰初金良王谦张辰
- 关键词：输电铁塔轴压构件局部屈曲强度折减系数
- 螺栓节点板抗剪连接的有限元模拟方法研究被引量：40
- 2013年
- 为了分析螺栓节点板抗剪连接的受力性能,采用常见的三种有限元方法进行模拟计算,比较不同方法的计算结果、建模难度和计算效率等,并将某简单实例的有限元分析结果与试验结果进行比较,最后给出有限元模拟方法的应用建议。研究表明:接触加预紧力是相对最为合理的一种方法,但该方法建模复杂、计算费时;其次是耦合螺孔节点方法,但该方法会在耦合节点处产生应力和位移的畸变;直接粘接方法的模拟效果最差,主要因为该方法将各块连接板粘接成一个整体参与受力,从而导致连接板处的计算结果偏小。
- 沈国辉陈震郭勇邢月龙潘峰孙炳楠
- 关键词：螺栓抗剪连接有限元输电塔
- 基于EEMD分解的输电塔阻尼特性识别被引量：4
- 2014年
- 针对输电塔阻尼特性识别问题,采用EMD和EEMD方法分解输电塔气弹模型试验的加速度时程以得到IMF模态,运用EEMD方法、改进的随机减量法和Hilbert变换法识别输电塔在各风速风向下的频率和阻尼,并探讨阻尼在顺线方向和横线方向随风速变化的分布特点。研究发现,基于EEMD方法比基于EMD方法分解的IMF时程振荡模态更清晰,基于EMD方法的结果存在着一定程度的模态混叠;输电塔顺线向频率随着风速的增大而呈减小趋势,顺线向阻尼随着风速的增大呈单调增加趋势,而横线向阻尼随风速变化的规律性不明显。
- 沈国辉项国通邢月龙郭勇孙炳楠
- 关键词：输电塔阻尼风洞试验气弹模型
