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基于圆周割线改进型粒子群优化算法的叶片临界颤振辨识方法研究 被引量:3
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作者 李迺璐 尹佳敏 +1 位作者 杨华 朱卫军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期27-34,共8页
针对风力机叶片在颤振风速下的临界颤振现象,创新性地结合几何圆周割线和传统粒子群优化算法,首次设计了一种圆周割线改进型粒子群优化算法,应用于叶片临界颤振系统的参数辨识。该方法利用圆周上移动点的割线距离来动态调节全局学习因... 针对风力机叶片在颤振风速下的临界颤振现象,创新性地结合几何圆周割线和传统粒子群优化算法,首次设计了一种圆周割线改进型粒子群优化算法,应用于叶片临界颤振系统的参数辨识。该方法利用圆周上移动点的割线距离来动态调节全局学习因子和局部学习因子,针对优化辨识提高全局搜索和局部搜索的动态平衡性,避免陷入局部最优,提高算法的整体寻优性能和优化效率。仿真试验中,将该方法与多种先进粒子群优化算法(如改进型粒子群优化(MPSO)算法、基于线性递减惯性权重的粒子群优化(LDIW-PSO)算法、基于动态学习因子的免疫粒子群优化(IPSODCLF)算法)的辨识结果相比较,结果表明该辨识方法在辨识精度、计算时间和鲁棒性方面均具有显著的优越性。 展开更多
关键词 圆周割线改进型粒子群优化(CSM-PSO) 叶片振动 临界颤振 系统辨识
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基于Scanlan颤振导数理论求解水翼临界颤振状态
2
作者 魏子天 洪亮 +1 位作者 刘新月 南栩 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期158-165,共8页
颤振是一种振幅不衰减的自激振动,水翼的颤振预测一直是水弹性力学领域研究的难点。引进空气动力学领域的Scanlan颤振导数理论,应用于水翼的临界颤振状态识别。首先根据理论求解水翼的颤振导数,并结合临界颤振状态条件求得水翼的临界颤... 颤振是一种振幅不衰减的自激振动,水翼的颤振预测一直是水弹性力学领域研究的难点。引进空气动力学领域的Scanlan颤振导数理论,应用于水翼的临界颤振状态识别。首先根据理论求解水翼的颤振导数,并结合临界颤振状态条件求得水翼的临界颤振状态;然后采用纽马克-β法对求得的结果进行了验证,结果吻合良好;最后对水翼的振动状态进行了简要的分析。通过计算,证明了Scanlan颤振导数理论可以应用于水翼临界颤振状态的预测,为水翼颤振现象的研究提供新思路。 展开更多
关键词 水翼 颤振 颤振导数 临界颤振状态 纽马克-β法
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半分离式斜腹板双箱梁大跨单肋拱桥颤振临界风速分析
3
作者 张静 詹刚毅 汪斌 《世界桥梁》 北大核心 2024年第4期85-91,共7页
为研究低扭弯频率比大跨度桥梁的颤振性能,以某主跨180 m的半分离式斜腹板双箱梁大跨单肋拱桥为背景(主梁扭弯频率比接近1.0),进行颤振临界风速分析。采用有限元法分析该桥动力特性,计算桥梁颤振稳定性;对比《公路桥梁抗风设计规范》(JT... 为研究低扭弯频率比大跨度桥梁的颤振性能,以某主跨180 m的半分离式斜腹板双箱梁大跨单肋拱桥为背景(主梁扭弯频率比接近1.0),进行颤振临界风速分析。采用有限元法分析该桥动力特性,计算桥梁颤振稳定性;对比《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01—2018)推荐的3组理想平板颤振临界风速估算公式,基于Scanlan半逆解法的理想平板颤振临界风速,考虑主梁形状与攻角修正系数确定颤振临界风速范围;采用强迫振动数值模拟识别颤振导数,获得精确颤振临界风速,进一步计算半分离式斜腹板双箱梁的形状和攻角系数。结果表明:该桥主梁扭弯频率比较低,颤振稳定性低于500 m级大跨度双肋拱桥;规范推荐的理想平板颤振临界风速估算公式在小扭弯频率比时差异较大;半分离式斜腹板双箱梁形状修正系数小于分离式双箱梁而大于P-K梁、带斜腹板箱梁,攻角修正系数略大于这3种形式主梁。 展开更多
关键词 大跨度拱桥 单肋式拱桥 半分离式斜腹板双箱梁 颤振临界风速 形状修正系数 攻角修正系数 数值模拟
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展弦比对NACA0012弹性平直机翼颤振临界特性影响研究
4
作者 余秋阳 徐胜金 《航空科学技术》 2024年第6期44-50,共7页
展弦比是飞行器机翼设计的重要参数,研究其对机翼颤振临界特性的影响具有重要的工程应用价值。本文采用三维雷诺平均N-S方程和S-A湍流模型求解NACA0012弹性平直机翼的非定常气动力,结合由模态法建立的机翼结构动力学方程,发展了计算流... 展弦比是飞行器机翼设计的重要参数,研究其对机翼颤振临界特性的影响具有重要的工程应用价值。本文采用三维雷诺平均N-S方程和S-A湍流模型求解NACA0012弹性平直机翼的非定常气动力,结合由模态法建立的机翼结构动力学方程,发展了计算流体力学(CFD)/计算结构力学(CSD)颤振时域数值模拟方法。利用该方法研究了不同展弦比条件下机翼的颤振临界速度和频率。结果表明,由于展弦比较大且材质轻柔,机翼会出现一定幅度的垂向静弯曲变形。展弦比的增大不会影响机翼模态固有振型,但是会导致机翼颤振临界速度、颤振频率和模态固有频率的降低。 展开更多
关键词 展弦比 颤振临界特性 弹性平直机翼 模态 数值模拟
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数值模拟桥梁断面气动导数和颤振临界风速 被引量:39
5
作者 祝志文 陈政清 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期41-45,50,共6页
从描述流体绕运动的刚性断面流动的N S方程出发,首先采用时间二阶Projection 2算法对控制方程作分裂步处理,得到的求解方程空间离散采用有限体积法,物面运动方式为自由度解耦的强迫振动,采用计算网格和刚性截面刚性连接、同步运动的动... 从描述流体绕运动的刚性断面流动的N S方程出发,首先采用时间二阶Projection 2算法对控制方程作分裂步处理,得到的求解方程空间离散采用有限体积法,物面运动方式为自由度解耦的强迫振动,采用计算网格和刚性截面刚性连接、同步运动的动网格技术,数值模拟了振动的大带东桥绕流场,由计算的气动力按最小二乘法提取气动导数,最后计算了大带东桥的颤振临界风速。计算的大带东桥气动导数与风洞试验有很好的一致性,大带东桥颤振临界风速模拟值与风洞试验结果偏差很小,证明了本文数值方法的正确性和工程适用性。 展开更多
关键词 桥梁工程 颤振临界风速 数值模拟 桥梁断面 气动导数
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大攻角下典型主梁断面颤振临界风速数值模拟 被引量:4
6
作者 刘志文 陈岳飞 陈政清 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期82-91,共10页
针对大攻角下主梁断面颤振稳定性问题,基于计算流体动力学软件ANSYS FLUENT用户自定义函数UDFs和动网格技术,结合Newmark-β法建立了桥梁主梁断面二维流固耦合分析方法,采用该方法在不同攻角下(0°、±3°、±5°、... 针对大攻角下主梁断面颤振稳定性问题,基于计算流体动力学软件ANSYS FLUENT用户自定义函数UDFs和动网格技术,结合Newmark-β法建立了桥梁主梁断面二维流固耦合分析方法,采用该方法在不同攻角下(0°、±3°、±5°、±8°)对薄平板和流线型箱梁断面颤振稳定性进行数值模拟研究,并将数值模拟结果与风洞试验研究结果进行了比较.结果表明:薄平板和流线型箱梁断面的颤振临界风速数值模拟结果与风洞试验结果吻合较好,验证了本文所建立的桥梁主梁断面二维流固耦合分析方法的精度.薄平板断面的颤振临界风速随攻角的增大显著降低;流线型箱梁断面在正攻角范围内颤振临界风速随着攻角的增大而降低,在负攻角范围内颤振临界风速随攻角绝对值的增加先增大后降低;当攻角较大时,薄平板断面和流线型主梁断面均表现出“钝体”特征,气流绕过断面前缘时发生分离,沿断面上下缘产生较大的涡,从而导致主梁断面颤振临界风速降低. 展开更多
关键词 典型主梁断面 大攻角 颤振临界风速 流固耦合 数值模拟 风洞试验
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1400m斜拉桥方案颤振临界状态拍振现象分析 被引量:2
7
作者 张宏杰 《公路工程》 北大核心 2014年第1期145-149,共5页
1 400 m斜拉桥方案全桥气弹模型试验过程中,其在颤振临界状态下出现了拍振现象,这种振动在其他跨径较小桥梁中较少发生。为探究其发生机制,证明其存在的合理性,首先对气弹模型动力特性展开分析,结果显示其模态分布更为密集,每两阶模态... 1 400 m斜拉桥方案全桥气弹模型试验过程中,其在颤振临界状态下出现了拍振现象,这种振动在其他跨径较小桥梁中较少发生。为探究其发生机制,证明其存在的合理性,首先对气弹模型动力特性展开分析,结果显示其模态分布更为密集,每两阶模态之间的频率间隔更为狭小,这些都增加了拍振发生的可能性。进一步的理论分析则表明,与苏通大桥相比,1 400 m斜拉桥方案有着更为复杂的结构动力特性,在颤振临界频率附近存在着能与之发生牵连运动的振型参与进来,从而最终发生了拍振。 展开更多
关键词 超千米级斜拉桥 颤振临界状态 拍振 动力特性 风洞试验 理论分析
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小阻尼模态颤振临界风速的简明判定方法
8
作者 唐建平 何俊 +3 位作者 王学 黄霞 徐彬彬 金玲 《实验流体力学》 CSCD 北大核心 2023年第6期101-105,共5页
在低速颤振试验中,小阻尼型颤振模型发生等幅振动的起始风速通常较低,也没有明显的颤振发散现象,采用目测或基于常规模态参数识别的“阻尼法”判定颤振临界风速具有一定的不确定性。针对此问题,根据小阻尼模态颤振试验与抖振试验具有相... 在低速颤振试验中,小阻尼型颤振模型发生等幅振动的起始风速通常较低,也没有明显的颤振发散现象,采用目测或基于常规模态参数识别的“阻尼法”判定颤振临界风速具有一定的不确定性。针对此问题,根据小阻尼模态颤振试验与抖振试验具有相似的振动现象,提出一种与确定抖振边界类似的“振幅拐点法”来判定颤振临界风速。该方法以振动幅值的均方根值为基础,绘制归一化振动均方根值随风速的变化曲线,以曲线首个拐点对应的风速值为颤振临界风速。将该方法应用于某小阻尼模态颤振试验的发动机挂架变参数据处理,并将处理结果与数值计算结果、阻尼法处理的试验结果进行了对比,结果表明:振幅拐点法与数值计算、阻尼法处理得到的结果规律一致,振幅拐点法得到的结果更接近计算结果,具有简明可靠、稳定性好、适用性强的特点。 展开更多
关键词 小阻尼模态 颤振临界风速 判定 归一化 振幅拐点法
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超声速风洞带舵机状态全尺寸舵颤振亚临界试验
9
作者 王珏 王誉超 季辰 《空天防御》 2023年第2期77-83,共7页
为研究带舵机状态的全尺寸舵超声速颤振特性,设计了基于FD-12暂冲式亚跨超三声速风洞的舵面气动弹性试验平台,并采用亚临界颤振试验方法,开展全尺寸舵面安装在真实舵机舱状态下的实物颤振特性研究。试验中,马赫数Ma=1.5,采用固定马赫数... 为研究带舵机状态的全尺寸舵超声速颤振特性,设计了基于FD-12暂冲式亚跨超三声速风洞的舵面气动弹性试验平台,并采用亚临界颤振试验方法,开展全尺寸舵面安装在真实舵机舱状态下的实物颤振特性研究。试验中,马赫数Ma=1.5,采用固定马赫数连续变动压的风洞开车方式,应用3种亚临界颤振边界预测方法计算颤振边界。对加速度传感器测量得到的舵面振动响应数据进行颤振边界预测。结果表明:采用Houbolt-Rainey、Peak-Hold、Zim-erman-Weissenburger方法预测得到的颤振动压分别为0.070、0.072、0.073 MPa,三者基本一致。 展开更多
关键词 超声速 颤振试验 临界颤振边界预测 气动弹性 风洞试验
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颤振临界风速计算值与试验值的一致性 被引量:1
10
作者 伍波 王骑 +1 位作者 李志国 廖海黎 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期517-524,共8页
为了准确把握扁平箱梁的颤振性能,采用节段模型风洞试验和颤振计算相结合的方法,研究了扁平箱梁断面在不同风攻角下颤振临界风速计算值与试验值的一致性.首先通过强迫振动风洞试验获得了某箱梁断面模型颤振导数;然后通过耦合颤振闭合解... 为了准确把握扁平箱梁的颤振性能,采用节段模型风洞试验和颤振计算相结合的方法,研究了扁平箱梁断面在不同风攻角下颤振临界风速计算值与试验值的一致性.首先通过强迫振动风洞试验获得了某箱梁断面模型颤振导数;然后通过耦合颤振闭合解法获得了不同动力参数条件下的颤振临界风速;最后通过弹簧悬挂节段模型风洞试验测试获得了相同参数条件下的颤振临界风速.计算值和试验值对比结果表明:在0°攻角下扁平箱梁模型颤振临界风速的计算值与试验值保持一致,6种工况下两者差异分别为0.12%、0.50%、4.90%、4.10%、4.84%和1.43%;当风攻角为3°和5°时,颤振临界风速的计算值与试验值较难保持一致,最大差异值可到10.4%;通过对比颤振因子在计算和试验条件下的离散性,在排除非线性气动力和结构阻尼的影响后,推测造成此差异的原因是耦合颤振运动中相位角的变化引起了颤振导数的变化. 展开更多
关键词 扁平箱梁 颤振临界风速 颤振导数 风攻角 一致性
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扁平箱梁的颤振临界风速估算
11
作者 文锋 郑晓东 张辉 《筑路机械与施工机械化》 2019年第2期49-53,59,共6页
提出一种估算扁平箱梁颤振临界风速的方法,分析了影响桥梁主梁断面颤振稳定性的参数,选定公式拟合数学的模型,利用诺模图和最小二乘原理初步拟合出计算公式,并用CFD数值模拟技术考虑扁平箱梁宽高比与斜腹板倾角对颤振临界风速的影响,并... 提出一种估算扁平箱梁颤振临界风速的方法,分析了影响桥梁主梁断面颤振稳定性的参数,选定公式拟合数学的模型,利用诺模图和最小二乘原理初步拟合出计算公式,并用CFD数值模拟技术考虑扁平箱梁宽高比与斜腹板倾角对颤振临界风速的影响,并将宽高比对颤振临界风速的影响纳入计算公式,最后将计算公式应用于工程实例。结果表明计算误差在20%以下,为桥梁断面颤振稳定性方案比选和科研提供可靠的参考依据。 展开更多
关键词 扁平箱梁 颤振临界风速 CFD数值模拟 计算公式
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大跨窄钢桁架加劲梁悬索桥颤振临界风速分析
12
作者 刘渊博 《交通世界》 2011年第1期176-178,共3页
颤振是一种最危险的自激发散型风致振动现象。当桥梁结构与产生自激气动力的绕流气流所形成的振动系统的阻尼在不断的相互反馈作用中由正值转变为负值时,振动系统所吸收的能量超越了自身因机械阻尼所耗散能量的能力,造成系统发散振动,... 颤振是一种最危险的自激发散型风致振动现象。当桥梁结构与产生自激气动力的绕流气流所形成的振动系统的阻尼在不断的相互反馈作用中由正值转变为负值时,振动系统所吸收的能量超越了自身因机械阻尼所耗散能量的能力,造成系统发散振动,这种空气动力失稳现象就是桥梁颤振。该现象一旦发生,将导致结构整体的彻底破坏,因而,对悬索桥的颤振稳定性分析显得十分重要。 展开更多
关键词 颤振临界风速 悬索桥 加劲梁 钢桁架 振动系统 振动现象 桥梁结构 耗散能量
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基于气弹试验15MW超长柔性叶片颤振临界风速预测的叶根反力法 被引量:2
13
作者 陆曼曼 柯世堂 +3 位作者 吴鸿鑫 高沐恩 田文鑫 王浩 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期718-728,共11页
颤振是风力机叶片超大化发展必须解决的首要难题,气弹模型测振风洞试验是其最有效的预测方法之一,但传统方法无法精确解决模型相似比和测量精度的难题。本文提出一种基于主梁刚度等效原则的超长柔性叶片气动/刚度映射一体化三维完全气... 颤振是风力机叶片超大化发展必须解决的首要难题,气弹模型测振风洞试验是其最有效的预测方法之一,但传统方法无法精确解决模型相似比和测量精度的难题。本文提出一种基于主梁刚度等效原则的超长柔性叶片气动/刚度映射一体化三维完全气弹模型设计方法,采用高速摄像技术和高频六分量天平进行全风向角同步测振和测力风洞试验;系统研究了NREL‑15 MW超长柔性叶片的非线性动态响应频谱特性,对比分析了基于叶尖位移与叶根反力的风力机叶片颤振性能和临界失稳状态,发现了采用叶根反力来预测颤振性能的可行性,提出了超长柔性叶片颤振失稳预测的叶根反力法。研究表明:本文提出的气弹模型设计和实验方法能精确有效地模拟风力机叶片动力性能与颤振行为,试验发现超长柔性叶片在桨距角为93°~96°和284°~287°区间内发生颤振,颤振区间内颤振临界风速随桨距角的增大呈现先减小后增大的趋势,在桨距角为94°时达到最小,其风洞临界风速为5.4 m/s;叶根反力与叶尖位移存在一致发散性和强相关性,提出的叶根反力颤振指标δ≥2%时,风力机叶片进入颤振临界状态。 展开更多
关键词 15 MW超长柔性叶片 气弹模型设计方法 同步测振测力试验 颤振临界风速 叶根反力法
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理想平板颤振临界风速的一种新算法
14
作者 邱可 孙作玉 《四川建筑》 2011年第3期136-137,共2页
基于平板颤振理论,提出了一种新算法,该方法首先建立了用于确定含有8个颤振导数的平板颤振临界风速的双参数方程组,然后提出了求解过程。与其他方法[1,5]相比,降低了参数次数,简化了方程式和计算过程。通过仿真分析,结果表明该算法简便... 基于平板颤振理论,提出了一种新算法,该方法首先建立了用于确定含有8个颤振导数的平板颤振临界风速的双参数方程组,然后提出了求解过程。与其他方法[1,5]相比,降低了参数次数,简化了方程式和计算过程。通过仿真分析,结果表明该算法简便,精度令人满意,为平板颤振临界风速的计算提供了新的有效途径。 展开更多
关键词 平板颤振 颤振临界风速 新算法 双参数方程组
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风致静力扭角对桥梁颤振性能影响的节段模型试验研究 被引量:11
15
作者 朱乐东 朱青 郭震山 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期23-26,31,共5页
自由振动试验识别得到的气动参数已包含了一定的、但与实桥不严格相似的风致静力扭角的影响。为了在颤振分析中能精确考虑风致静力扭角的影响,首先必须消除节段模型试验中风致静力扭角对气动导数识别结果的影响。通过在试验过程中使节... 自由振动试验识别得到的气动参数已包含了一定的、但与实桥不严格相似的风致静力扭角的影响。为了在颤振分析中能精确考虑风致静力扭角的影响,首先必须消除节段模型试验中风致静力扭角对气动导数识别结果的影响。通过在试验过程中使节段模型作受控反向旋转可以消除平均风附加攻角,然后以象山港大桥为背景,将消除平均风附加攻角后的试验结果与常规试验结果相比较,对风致静力扭角对节段模型系统的阻尼比、气动导数和临界风速的影响进行了初步讨论。研究结果表明:风致静力扭角对模型扭转阻尼比和与扭转有关的气动导数有明显的影响。象山港大桥节段模型在+3°攻角发生颤振时风致静力扭角约为0.32°,攻角修正以后节段模型颤振临界风速识别结果提高了7%。 展开更多
关键词 风致静力扭角 阻尼比 颤振临界风速 气动导数
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特大跨径桁架加劲梁桥颤振稳定性气动优化措施风洞试验研究 被引量:11
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作者 徐洪涛 何勇 +1 位作者 邹隽珺 廖海黎 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期48-53,共6页
以某特大跨径桁架加劲梁悬索桥为例,利用节段模型风洞试验,探讨研究桥面板中央开槽孔、加裙板、气动翼扳等各种气动控制措施对颤振临界风速的影响。试验结果表明,桥面板中央开槽、设置裙板、气动翼板都能够使桁架加劲梁桥颤振稳定性得... 以某特大跨径桁架加劲梁悬索桥为例,利用节段模型风洞试验,探讨研究桥面板中央开槽孔、加裙板、气动翼扳等各种气动控制措施对颤振临界风速的影响。试验结果表明,桥面板中央开槽、设置裙板、气动翼板都能够使桁架加劲梁桥颤振稳定性得到改善,但是都不能使各个攻角下的颤振临界风速都有所提高。气动翼板和桥面板中央开槽组合气动措施,且气动翼板的安装位置在桁架加劲梁弦杆,是最优化气动措施组合,可为类似大跨度桁架加劲梁桥抗风设计做参考。 展开更多
关键词 桥梁工程 气动优化 风洞试验 节段模型 颤振稳定性 颤振临界风速 气动翼板
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大跨悬索桥施工过程颤振稳定分析 被引量:10
17
作者 刘竹钊 何宪飞 陈艾荣 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期563-568,共6页
随着悬索桥跨径的不断增大 ,抗风稳定性成为控制桥梁设计与施工的最主要因素 .尤其是在施工初期 ,结构的刚度比成桥要低得多 ,使得颤振临界风速最低 ,更容易发散 .通过对主梁非对称拼装顺序以及采用临时的水平交叉加劲措施等方法的研究 ... 随着悬索桥跨径的不断增大 ,抗风稳定性成为控制桥梁设计与施工的最主要因素 .尤其是在施工初期 ,结构的刚度比成桥要低得多 ,使得颤振临界风速最低 ,更容易发散 .通过对主梁非对称拼装顺序以及采用临时的水平交叉加劲措施等方法的研究 ,讨论如何提高桥梁施工过程的颤振临界风速 .分析结果表明 ,当主梁采用非对称施工时 ,会有效提高结构的等效质量 ,从而提高临界风速 .当采用水平交叉索时 ,结构的抗扭刚度显著增加 。 展开更多
关键词 大踞悬索桥 施工过程 颤振稳定分析 抗风稳定性 颤振临界风速
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斜风下扁平箱形截面桥梁颤振性能风洞试验研究 被引量:9
18
作者 朱乐东 常光照 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期7-10,共4页
扁平箱形截面桥梁的颤振临界风速与风偏角的关系明显地受到风攻角的影响。在0°风攻角情况下,扁平箱形截面流线性好,其颤振性能与平板接近,颤振临界风速随风偏角的增加而增加,用传统的平均风分解方法可以获得较好的结果;而对于非0&#... 扁平箱形截面桥梁的颤振临界风速与风偏角的关系明显地受到风攻角的影响。在0°风攻角情况下,扁平箱形截面流线性好,其颤振性能与平板接近,颤振临界风速随风偏角的增加而增加,用传统的平均风分解方法可以获得较好的结果;而对于非0°风攻角的情况,扁平箱形截面的流线性变差,随着风偏角的增加其颤振临界风速呈起伏变化,最低值一般在斜风的情况下出现,此时,传统的平均风分解方法不再适用。 展开更多
关键词 扁平箱形截面 斜风 风偏角 风攻角 颤振临界风速 风洞试验
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桥梁主梁端部翼板颤振主动控制流固耦合计算 被引量:4
19
作者 詹昊 廖海黎 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期276-282,共7页
安装主动控制翼板是提高大跨度桥梁颤振稳定性的一种有效方法。运用流固耦合技术对桥梁颤振主动控制进行计算分析,可以考虑气动翼板的大幅度扭转以及气动翼板和主梁端部的气动干扰效应。通过对商用软件FLUENT二次开发,建立了竖弯和扭转... 安装主动控制翼板是提高大跨度桥梁颤振稳定性的一种有效方法。运用流固耦合技术对桥梁颤振主动控制进行计算分析,可以考虑气动翼板的大幅度扭转以及气动翼板和主梁端部的气动干扰效应。通过对商用软件FLUENT二次开发,建立了竖弯和扭转流固耦合数值仿真计算模型,并对主梁端部安装了主动控制翼板的大海带桥的颤振稳定性进行了数值仿真计算分析。系统地研究了前后翼板相对于主梁的角速度对颤振性能的影响。数值仿真计算结果表明:没有采用主动控制翼板时,颤振临界风速计算值和风洞实验值吻合良好。采用主动控制翼板后,当前翼板角速度与主梁反向,后翼板角速度与主梁同向时控制效果良好。且随着气动翼板角速度增大,主梁扭转位移减小。旋涡脱落图表明:作用在翼板的流场和作用在主梁的流场相互干扰,因此作用在整个系统上的力矩变化不仅来源于气动翼板的力矩,而且来源于流场形态的改变。计算表明在上述良好的控制时,气动翼板提供反向力矩,且与作用在主梁上的力矩相位相反,最大限度地平衡了作用在主梁上的力矩,使作用在主梁系统上的力矩均值减小,这是主动控制翼板提高桥梁颤振稳定性的原因之一。最后研究了气动翼板合适长度,计算表明:当气动翼板长度为主梁宽度的10%~15%时,颤振主动控制效果较好。 展开更多
关键词 桥梁工程 流固耦合 颤振临界风速 颤振主动控制 主梁端部翼板
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基于流场定常化的桥梁颤振分析简化数值方法 被引量:3
20
作者 辛大波 欧进萍 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期162-166,共5页
基于数值方法实现快速有效地分析评价大跨桥梁颤振稳定性。针对强迫振动法识别颤振导数试验中的大跨桥梁二维节段模型,利用RNGk-ε湍流模型并采用有限体积法求解桥梁模型绕流二维不可压缩流体Navier-Stokes方程,通过计算桥梁断面模型在... 基于数值方法实现快速有效地分析评价大跨桥梁颤振稳定性。针对强迫振动法识别颤振导数试验中的大跨桥梁二维节段模型,利用RNGk-ε湍流模型并采用有限体积法求解桥梁模型绕流二维不可压缩流体Navier-Stokes方程,通过计算桥梁断面模型在周期运动中少数离散时刻的气动力,利用最小二乘法计算颤振导数,采用SCANLAN方法求解颤振临界风速,最终进行颤振稳定性分析。通过该方法计算出了丹麦Great Belt East桥和我国虎门大桥的颤振临界风速。计算结果与已有试验结果十分接近,进而验证了该数值方法的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 颤振 颤振临界风速 数值模拟 大跨桥梁
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