北京2022年冬奥会内场主火炬抗风性能研究

北京2022年冬奥会和冬残奥会主火炬,是典型的舞美造型结构体,呈大面积薄壁状,对风荷载极为敏感,在点火仪式中有倾斜支撑和竖直悬挂两种典型状态。其中,倾斜支撑状态需要确定结构设计所需的风荷载,竖直悬挂状态需要给出主火炬的风振响应。该文基于实测数据,给出了国家体育场周边的平均风速剖面和湍流度剖面,通过缩尺模型风环境风洞试验及2月份局地风速概率分布,确定了主火炬结构倾斜支撑状态与竖直悬挂状态的正常运行风速;通过主火炬倾斜支撑和竖直悬挂状态的测力风洞试验,得到了作用于主火炬风荷载的体型系数;并通过随机振动分析给出了竖直悬挂状态的风振响应,为北京2022年冬奥会主火炬点火仪式的顺利进行提供了技术支撑。

宽厚比为5的超高层建筑风荷载特性研究

为了探究大宽厚比超高层建筑风荷载特性,本文开展了宽厚比D/B=5的超高层建筑刚性模型测压风洞试验,对建筑表面风压系数、层风力系数、基底力矩系数等进行了研究,并将试验结果同传统方形截面超高层建筑进行了对比。研究表明:大宽厚比建筑侧风面发生了分离流再附,且在下游角点处出现二次分离,再附点位置与湍流度有关,湍流度越小,再附点越靠后;再附流使大宽厚比建筑风压作用机制发生改变,侧风面风压梯度变化明显,风压相关性降低,背风面风压减小;与方形截面超高层建筑相比大宽厚比超高层建筑扭转向层风力系数较大,且y向(沿建筑短边方向)和扭转向层风力系数功率谱变化更加复杂,其基底y向-扭转向力矩系数间也具有较强的相关性及相干性。

不同排列方式平屋面建筑群极值风荷载干扰效应影响研究

通过风洞试验,采用单因素轮换法,研究了建筑物排数、列数及面积密度对平屋面低矮建筑群各位置建筑物的屋面极值风压系数干扰效应的影响规律。试验结果表明：屋面大部分区域极值风荷载干扰效应以遮挡效应为主,中心建筑物的屋面各区域、边缘和角部建筑物的角部和中心屋面区域遮挡效应尤为显著,屋面边缘中间区域出现了放大效应,最大增幅达到14%;增加建筑物排数或列数,对角部和边缘建筑物影响较大,其屋面角部和中心区域极值风压缩减效应进一步增强;3排3列建筑群中,中心建筑物屋面各区以及角部和边缘建筑物靠近建筑群中心的屋面角部区域极值风压均对建筑面积密度较为敏感,干扰因子随建筑面积密度增加而线性减小,比例系数接近-1. 0,而角部建筑物和边缘建筑物中远离建筑群中心的屋面角部区域极值风压对建筑面积密度并不敏感。

高低跨柱面屋盖的风荷载特性研究

区别于标准等高柱面双跨屋盖的风荷载特性,不等高屋盖之间形成较强的干扰作用,形成特有的分布形态和数值。针对高低跨柱面屋盖结构,采用风洞试验方法进行测压试验,获得全风向角下的测压数据,并对典型风向角下的平均风压、脉动风压和全风向极值风压的分布特性进行分析。结果表明,尽管屋盖表面平均风压以负压为主,但是受到屋盖高跨部分与低跨部分相互之间的干扰效应,生成区别于等高柱面双跨屋盖的气流分离与再附效应,特别对于檐口、屋脊及屋檐角部位置,会出现负压极值乃至局部负压梯度极值。

平流层飞艇气动阻力的数值模拟及公式拟合

该文以某中间有圆柱段的平流层飞艇为研究对象,在验证数值模拟方法的基础上,分析了尾翼、长细比、高度及雷诺数对飞艇气动阻力的影响。基于参数分析,采用TableCurve3D软件拟合给出了该艇型在水平姿态下的气动阻力系数估算公式,且给出攻角对公式的修正。研究表明:水平姿态下,平均风压系数沿着艇体头部逐渐减小,中间圆柱段保持稳定,沿着尾部逐渐增加;沿着艇体方向,风压系数曲线斜率拐点出现在各段连接附近。尾翼及艇体对阻力系数的贡献值随着俯仰角的增大而增加,但艇体是主要的贡献者;气动阻力系数随着长细比和高度的增加呈现先减小后增加趋势,随着Re数(1.0×10~7~2.0×10~8)的增加而递减。