主梁的大幅涡振一直是困扰跨海连续梁桥的主要病害之一,但对箱桁组合断面主梁的涡振研究较少。拟建的澳氹第四跨海大桥为一座变截面非对称钢箱桁组合连续梁桥,主梁宽度近50 m,且桥面附属结构呈非对称分布,气动外形极为复杂。该文采用1∶70缩尺比的跨中主梁断面节段模型风洞试验研究了澳氹四桥的涡振性能,对比分析了风攻角、紊流度、桥梁阻尼比、附属结构气动外形等因素对主梁断面涡振性能的影响。并通过将外侧栏杆、电缆箱、供水管、风障及防撞栏杆等桥面附属结构拆解,探讨了主梁涡振的原因。进一步比较了中跨跨中(L/2)及三分之一跨(L/3)两种不同断面的涡振性能差异。研究表明宽幅钢箱桁组合梁断面容易在负攻角下发生大幅涡振,且不同位置两种断面涡振性能差异显著,高耸桁架的遮挡效应对该类桥梁涡脱特性影响较大;非对称横断面形...

为提高大跨度双层桁架梁悬索桥的颤振性能,以主跨为1700 m的杨泗港长江大桥为工程背景,通过节段模型风洞试验,分别研究了上中央稳定板、下稳定板、水平翼板以及组合措施对主梁颤振性能的影响,并通过将有效气动措施与主梁原有构件相结合的方法来减小传统气动措施带来的不利影响,针对最优气动方案,研究了阻尼比对主梁颤振性能的影响.研究结果表明原主梁断面在0°和+3°攻角下发生了没有明显发散点的单自由度扭转软颤振,颤振临界风速分别为50.5 m/s和31.2 m/s;安装于上层桥面的上中央稳定板、下层桥面的下稳定板以及与人行道底部齐平的水平翼板均能不同程度地提高主梁的颤振稳定性;当把水平翼板与下层桥面的下稳定板组合后,主梁的颤振临界风速增长率可高达34%,在此基础上提出了将上层托架和人行道板加宽、并将下稳定板和检修车轨道相结合...

为了研究扁平箱梁气动力展向相关性,文中通过节段模型风洞试验,分析了风攻角变化时,模型的气动三力展向相关性。结果表明展向间距增大时,气动力的展向相关性减小,同一展向间距下,升力的相关性最强。模型上表面测点压力与升力在中游时相关性最强,与扭矩负攻角随着攻角增大先增后减,下游相反;正攻角时为先增后减。

为实现导弹快速机动转弯或精确制导打击的目的,提出了采用直接力/气动力复合控制的技术方法。选取某典型布局导弹外形,针对直接力/气动力复合控制的耦合干扰问题,尤其是导弹机动过程中的直接力/气动力干扰问题,综合采用风洞测力试验和非定常数值计算及直接力/气动力操纵响应的风洞验证试验手段,研究了直接力喷流的静态干扰影响特性、俯仰拉起过程的喷流干扰动态效应以及直接力/气动力复合控制作用下的飞行响应特性。结果表明位于导弹后体的直接力喷流产生了有利的气动干扰,俯仰运动过程中的非定常流动对喷口上游分离区范围影响较大,出现气动迟滞特性,且随角速率增加而增强;俯仰大迎角下力矩放大因子受俯仰运动影响更为明显,出现偏离静态的不利结果;直接力/气动力复合控制可以提高导弹的拉起速度,实现快速转弯和姿态的精确控...

精确预示地面效应下高速火箭橇的气动特性及流场规律对高速火箭橇的设计和评估具有重要意义。本文应用有限体积方法,研究了湍流模型对火箭橇气动特性计算精度的影响,建立了基于realizable k-ε湍流模型的火箭橇气动特性的高精度数值计算方法;结合风洞试验方法,研究了雷诺数和地面效应对高速火箭橇流场流动规律的影响,分析了火箭橇气动特性。结果表明,火箭橇阻力系数随雷诺数增大而减小,升力系数和俯仰力矩系数随雷诺数增大而增大,但雷诺数对高速火箭橇气动特性的影响较小;地面效应会使火箭橇流场发生激波-激波干扰、激波-边界层干扰和激波反复反射等复杂气动现象,大幅提升了火箭橇的升力系数和俯仰力矩系数,但对阻力系数的影响较小。研究为高速火箭橇气动外形的设计及运动稳定性的评估提供依据。

既有高铁动车组愈加流线的外形可能会使列车气动力的雷诺数效应进一步加剧,因此有必要在大雷诺数范围内对车-桥系统气动力的雷诺数效应进行系统研究。风洞试验采用测压形式对简支梁单桥、列车和典型车桥组合等工况的气动力的雷诺数效应进行了研究,同时考虑风攻角对气动力雷诺数效应的影响,并分析迎风侧与背风侧各工况下列车气动力的雷诺效应。试验结果表明典型桥梁工况气动力在试验雷诺数范围内的变化较小,仅个别攻角下气动力降低;工况3发现列车与桥梁气动力在不同风攻角下随雷诺数变化一致,列车在试验雷诺数范围内阻力均随雷诺数的增加而降低,升力增大,桥梁由于列车的干扰存在对雷诺数变得十分敏感;迎风侧列车的气动力对雷诺数的敏感程度高于背风侧工况。

用风洞试验获得的气动系数可评定受强劲横风影响的铁路车辆的运行安全性,本文利用风洞试验,提出了半填半挖线路区段的气动系数的确定方法。

为了研究线路的非对称性布置对列车和桥梁系统气动特性的影响,开发了一种同步测试车-桥气动力的装置,通过本装置对线路非对称布置的大跨度公铁两用斜拉桥进行了节段模型风洞试验。考虑了下层铁路和下层公路分别为迎风侧的工况,测试了不同车-桥组合下车辆和桥梁各自的气动力,讨论了线路非对称布置、风攻角、双车交会和汽车对车-桥系统气动特性的影响。结果表明相对下层铁路侧迎风工况,下层公路迎风侧的桥梁升力系数和扭矩系数差别较大,且车辆升力系数也变化较大;桥梁和车辆的阻力系数随风攻角的增加而减小;双车交会时,背风侧车辆阻力系数发生突变;受公铁平层防眩网的作用,汽车对列车气动特性影响相对较小。

操纵面嗡鸣是飞行器跨声速飞行时发生的气动弹性动不稳定现象。嗡鸣的发生,轻则降低飞行器操纵面效率,重则导致灾难性的飞行事故,是除颤振外飞行器设计部门重点关注的气动弹性难题。操纵面嗡鸣涉及激波与边界层的相互作用,目前尚没有准确预测嗡鸣的计算方法,通常采用风洞试验来获取相关数据。操纵面嗡鸣风洞试验可以利用风洞再现嗡鸣现象,研究嗡鸣特性,是飞行器研制阶段检验操纵面防嗡鸣设计最行之有效的手段。本文回顾了国内外操纵面嗡鸣风洞试验研究现状,梳理了操纵面嗡鸣的发生机理、触发条件及分型依据,对操纵面嗡鸣试验风洞选取、模型设计、试验方法提供了建议,对颤振试验中可能出现的嗡鸣问题提供了判别方法,对后续的工作进行了展望。

为了改善大展弦比飞翼模型纵向操纵性和稳定性,在低速风洞中开展了等离子体流动控制技术的试验研究.采用粒子图像测速技术获取了等离子体对翼面流场的影响.采用静态测力技术获取了等离子体对模型气动力和升降舵舵效的影响.采用虚拟飞行试验技术获取了等离子体对俯仰角和俯仰角速度时间历程的影响.通过对粒子图像测速和测力试验结果的分析表明,等离子体能够抑制翼面流动分离,阻止气动中心前移,改善模型的大迎角纵向气动特性.通过分析不同舵偏角的测力数据,来流风速V=50 m/s时等离子体能够改善飞翼模型大迎角的升降舵舵效,在不同舵偏角时均使模型的最大升力系数提高约0.1、失速迎角推迟4°以上.通过分析虚拟飞行试验结果,等离子体能够将模型的临界俯仰角提高3.6°,能够改善飞翼模型的纵向飞行稳定性和操纵性.