旋成体跨音速脉动压力环境分析与预测

脉动压力是进行结构响应分析和力学环境研究的重要依据。利用平均流场的数值模拟方法与基于实验的工程预测模型相结合的技术途径,对跨音速下旋成体的表面脉动压力环境进行了分析与预测,给出了旋成体在不同攻角、不同马赫数条件下表面脉动压力系数分布以及脉动压力功率谱分布曲线,并且与实验结果作了比较分析,得出结论基本一致。

雷诺应力对平均和脉动压力影响的数值模拟

采用增加雷诺应力边界条件方法考察了雷诺应力对流场的影响。当雷诺应力边界条件存在时,流场内平均和脉动压力的变化体现了雷诺应力的影响。本文首先在没有雷诺应力边界条件和有雷诺应力边界条件的情况下得到TTU低矮建筑标准模型表面的平均压力系数,结果表明:考虑雷诺应力可使建筑物表面的平均压力系数的绝对值增大。本文还利用Selvam提出的脉动压力系数数学模型,计算了TTU模型表面的脉动压力系数,并对计算结果进行了分析。

脉动压力分布同步测量的探讨

动态气动力的研究是实验工作者极为关注的问题。特别对于二元模型动态气动力的测定,必须从脉动的压力分布通过面积加权积分来得到气动力的时间历程,而其先决条件为各测压点压力的时间历程必须是同步的,也就是要测得同一时刻诸多测点的压力。本文介绍了一种比较经济的多点同步测压方法,并对该方法的实施进行了探讨。分别对A/D卡采样的同步性、整套测压系统的同步性以及频响特性进行了测试和验证。经相关性分析,相关系数分别达到0. 9999和 0. 99。最后以圆柱表面脉动压力系数分布的测试为例,给出了单圆柱不同瞬间的压力向量图、按照瞬间压力沿表面积分得到的单个圆柱脉动升力的时间历程,以及升力的脉动频率,表明整套同步测压系统具有很好的实用性,能满足实验的需要。

三方柱表面风压脉动的时域特性

以三方柱模型实验结果为依据,讨论了建筑物表面风压脉动的极值分布情况。给出了压力脉动系数的定义,分别研究了排列方式、间距比、高度、尖角等不同因素对脉动压力系数的影响,指出时均压力系数绝对值较大的位置出现较大脉动压力系数的概率就低,并发现在间距比2.5～3.0间流场可能存在突变。详细分析了瞬间极值的时间特性,指出瞬间极值来得快,去得也快,只在极短的时间内作用于建筑物的表面,十分钟时距内大部分时间的瞬时压力都比瞬时极值小得多。

脉动水力参数对裂隙内沉积颗粒运移规律的影响

为了提高脉动水力冲刷对阻塞裂隙场的疏通效果,研究了裂隙内脉动水流的流动特性,分析了脉动水力参数对裂隙内沉积颗粒运移质量的影响;研究了压力脉动强度系数与颗粒运移质量的相关关系。结果表明:脉动水力条件下,裂隙内流体流量和压差均呈脉动变化,水流平均流速小于恒定水流的流速,且其随压力脉动振幅的增大而显著降低,随压力脉动周期的增大而小幅增大;裂隙内颗粒运移质量随压力脉动振幅的变化符合线性增大的规律,随压力脉动周期的增大呈缓慢减小的变化规律;此外,压力脉动强度系数随压力脉动振幅的增大而增大,随压力脉动周期的增大而减小;进一步地,压力脉动强度系数的增大是导致脉动水力条件下裂隙内沉积颗粒运移质量显著提升的根本原因。

错列圆柱表面周向压力分布的试验研究

研究了正三角形排列的 3排错列圆柱受到气液两相流横向冲刷时的表面周向时均压力和脉动压力的分布特性 ,讨论了含气率对圆柱表面时均压力系数和脉动压力系数的影响 .气液两相流的流型为细泡状流 ,两相隙缝流雷诺数的范围为 2 0× 10 4 ～ 6 0× 10 4 ,截面含气率的范围为 0～0 30 .试验结果表明 :沿圆柱表面周向的旋涡分离点随着流动向深层发展 ,并向圆柱的背部移动 ;圆柱表面沿周向的时均压力系数几乎不随含气率的变化而变化 ;

突扩突跌布置侧墙及底板脉动压力特征分析

为进一步研究突扩突跌体型的脉动压力和空蚀破坏，用三峡泄洪深孔突扩突跌掺气水工模型对侧墙和底板的水流脉动压力进行了详细量测，建立了压力脉动强度σ与壁面剪切应力的关系式。给出了侧墙和底板脉动压力强度系数K的表达式；侧墙冲击点处脉动压强偏离正态分布，底板脉压幅值是时均压力的35％～50％。通过时间积分比尺TE和空间积分比尺Lf的分析，发现侧墙冲击点处的TE值较大，相应的Lf值也较大，冲击点下游孔和Lf很快变小，其规律与频谱分析一致。水流冲击底板处，主频带窄，脉动压力强度大，时间积分比尺值和纵向积分长度比尺也较大。

雷诺数对旋成体表面脉动压力特性的影响

为进一步研究雷诺数对旋成体表面脉动压力特性的影响,进行了旋成体表面脉动压力测量试验。测量了沿旋成体轴向14个特征点的脉动压力,获得旋成体表面轴向测压点的脉动压力系数和声压级。最后,总结了在不同马赫数条件下,雷诺数变化对脉动压力系数和声压级的影响。

台风“浣熊”影响下近地风特性及低矮房屋屋面风压实测研究

基于上海浦东国际机场附近的同济大学实测基地获取的2014年台风"浣熊"影响下的近地风速时程和低矮双坡屋面风压同步实测数据,研究了台风影响下的近地风特性和低矮房屋屋面风压特性。10m高度处实测风速结果表明:纵向的湍流度随平均风速的增大呈减小的趋势,而横向和竖向的湍流度随平均风速的变化趋势不明显。坡角为10°的足尺低矮房屋在"浣熊"影响下,由于屋脊对斜风向来流的气动分离作用,在背风屋面右侧靠近屋脊的位置出现了明显的漩涡脱落,而斜风向下山墙和屋脊的共同作用也导致了第二个旋涡的产生;旋涡处的脉动风压系数峰值随着风向角度的增加呈逐渐增大的趋势,并且也随纵向湍流度的增大而增大。

超声速轴对称进气道噪声环境及其影响因素研究

针对某典型轴对称超声速进气道的噪声环境,利用全尺寸和缩比模型,研究分析了飞行马赫数、攻角、堵塞度、模型缩比、发动机工作状态等参数对进气道气动噪声环境的影响,辨识确定了进气道壁面脉动压力系数的变化规律和主要影响因素,并与传统弹体外表面的脉动压力系数变化规律及影响因素进行了对比分析。研究结果表明:攻角变化的影响较小,发动机工作状态对进气道噪声有一定贡献;对于较小的堵塞度,压缩区脉动压力系数基本不受来流马赫数影响,扩张段随来流马赫数的增大而增大;脉动压力系数随堵塞度的增大而逐渐增大,当达到一定条件时(在25%~50%之间),进气道内产生显著的空腔共鸣,导致脉动压力系数急剧增大;且噪声量级较大时,缩比模型和全尺寸的测量结果存在明显差异,缩比模型的测量结果偏大6dB左右。

东营会展中心风洞试验研究

东营会展中心展馆屋盖为一大跨度圆柱壳空间曲面,周边悬挑较多,考虑到该建筑的重要性及膜结构对风荷载的敏感性,利用缩尺模型风洞试验对展馆屋盖在各种风向角下的风压分布情况进行了测试,得出了风荷载压力系数等参数,为展馆的抗风设计提供了可靠的依据。