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斜拉索涡激振动被动吹气控制的数值模拟与试验研究
| 论文题名： | 斜拉索涡激振动被动吹气控制的数值模拟与试验研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;斜拉索;涡激振动;被动吹气控制 |
| 摘要： | 斜拉桥因其优美的造型与优良的受力特性在大跨度桥梁结构中倍受青睐。然而，斜拉桥的拉索刚度与阻尼较小，在风作用下很容易发生涡激振动，给斜拉索结构带来疲劳损伤以及严重的安全隐患。因此，如何减小斜拉索结构的涡激振动具有重要的工程实际意义。 本文提出了一种抑制甚至可以消除斜拉索涡激振动的被动吹气控制方法。在圆柱体表面设置中空套环，套环的外表面设有等距分布的气孔，气流从迎风面进气孔经套环的引导从背风面出气孔吹出，利用出气孔吹出的气流冲散尾流中交替产生的旋涡，从而避免圆柱体表面受到周期性脉动压力的作用，达到抑制圆柱体涡激振动的目的。 本文通过CFD数值模拟分析了被动吹气控制套环表面气孔数量对圆柱体气动力的影响；并通过计算得到了套环的最佳径向厚度；接着进一步探索了该被动吹气控制方法的雷诺数效应。最后通过风洞试验对套环的展向布置间距进行了研究，并找出了套环在圆柱体展向上的临界布置间距。 本文提出的被动吹气控制方法在较高雷诺数下（Re>1.0×104）可有效地抑制圆柱体潜在的涡激振动。在被动吹气控制套环各参数的最佳组合情况下，圆柱体表面横流向升力系数可减小90％以上，顺流向阻力系数也可降低30%左右。 |
| 作者： | 王响军 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 陈文礼 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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