原文传递
基于定常吸吹气的方柱绕流场流动控制的试验研究
| 论文题名： | 基于定常吸吹气的方柱绕流场流动控制的试验研究 |
| 关键词： | 悬索桥;方柱尾流;定常吸吹气;POD分析;线性稳定性 |
| 摘要： | 众所皆知，方形截面普遍应用于工程结构，如大跨度悬索桥的桥塔、高层及超高层建筑，等等。但是，在设计这些结构的时候，往往需要考虑风荷载对其的影响。例如，丹麦StorebaeltEastBridge跨海大桥的桥塔，当处于复杂的风环境中时，发生了不同幅度的振动。大跨度悬索桥桥塔的微幅振动可以诱发主缆的振动，严重威胁桥梁使用的安全性、稳定性及舒适性。因此，研究者们有必要采取措施控制方形截面复杂的风致响应。现有的控制主要包含两类，主动控制方法和被动控制方法，本文基于主动定常射流控制原理，提出了三种控制方法来抑制方柱尾流的不稳定性，并削弱由方柱尾流导致的作用在方柱上的高脉动的气动力。 本文主要进行了如下研究： (1)基于前后驻点处联合射流控制方法，采用PIV技术拍摄开槽方柱尾流场图像，并与无控状态下的方柱尾流场进行对比，评估前后驻点联合射流的控制效果。通过POD分析，分析方柱尾流场能量占比并重构流场，时均及瞬时流场分析和线性稳定性分析方法，从多个角度证明联合射流控制法的优越性。 (2)基于前角点定常吸气控制方法，采用流动可视化技术拍摄开槽方柱尾流场的图像，评估前角点定常吸气控制方法的控制效果。通过POD分析方柱尾流场能量占比并重构流场，结合时均及瞬时流场分析和线性稳定性分析方法，探究这种控制方法对方柱尾流场的影响。此外，还通过拍摄方柱前角点处的流动分离，揭示前角点定常吸气方法的控制机理。 (3)基于后驻点定常射流控制方法，对开槽方柱尾流场进行流动可视化研究，采用POD方法分析方柱尾流场能量占比并重构流场，结合时均尾流场及DMD方法，探究在后驻点定常射流控制下，方柱尾流场的变化。此外，还通过时均及瞬时流场分析和线性稳定性分析，从多个方面评估这种控制方法。 |
| 作者： | 孟昊 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 陈文礼;高东来 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
