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原文传递识别气动参数的测压法试验研究

论文题名：	识别气动参数的测压法试验研究
关键词：	气动参数;测压法;桥梁结构;风致振动;气动导纳
摘要：	桥梁结构风致振动研究的一个主要任务是研究导致桥梁在气流的作用下振动的气动力。由于桥梁截面的钝体性质，导致了桥梁截面的气动力无法得到统一的解析表达式，目前对于桥梁截面的抖振气动力，多采用Scanlan修正表达式，该表达式中的一些重要参数(气动导纳、静力三分力系数)多采用试验识别、测量的方法进行确定。本文采用节段模型表面压力测量积分法对近似于平板的类平板截面，进行静气动力和随机抖振力的试验研究。利用静力三分力系数零值点对顺风向脉动风作用和横风向脉动风作用的分离作用，提出进行气动导纳识别的零点分离法，分次识别气动导纳的6个分量，探讨了气动导纳的性质。采用零点分离法同时识别了钝体矩形截面的气动导纳，发现了其与类平板截面有着截然不同的特征。对类平板截面模型抖振力和自激力及其分布进行了测量，测量结果与CFD的计算结果进行比较研究。本文主要的研究成果和主要结论包括： 1．通过对类平板截面的气动导纳识别，发现：｜XDu｜2具有上升趋势；｜XLw｜2和｜XMw｜2数值相当，并接近Sears函数；｜XLu｜2和｜XMu｜2与Sears函数差异很大；｜XLu｜2≠｜XLw｜2和｜XMu｜2≠｜XMw｜2的关系是明显的。 2．随着雷诺数的增加气动导纳有减小的趋势，紊流积分尺度和物体特征尺度比越大气动导纳值越大；从类平板的单一截面看，紊流度增加气动导纳值减小，而对于整个节段的平均结果，这种趋势不明显。 3．钝体矩形截面的气动导纳与Sears函数差异很大，其极值远大于1。 4．类平板截面静力三分力系数测压法试验结果表明，CL和CM具有较好的测量精度，而CD的测量受模型尺寸影响很大，且紊流场的测量结果优于均匀流场。 5．由于CFD计算不能较好地模拟试验模型表面粗糙度的影响，因此CFD计算得到的模型表面压力较实测结果变化激烈，且方差偏大，但其总体分布规律、计算均值和实测结果是基本一致的。
作者：	陈斌
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	项海帆;葛耀君
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学土木工程学院
学位年度：	2006
正文语种：	中文