国家自然科学基金(50678067)
- 作品数：10 被引量：39H指数：4
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- 大跨刚构桥最大悬臂阶段驰振稳定性的数值风洞研究被引量：5
- 2007年
- 驰振是一种钝体截面的细长结构在空气中的气动不稳定现象,其振动频率较低。大跨刚构桥最大悬臂施工阶段由于结构较柔,存在发生驰振的可能性,因此必须研究该状态下的驰振稳定性。驰振分析通常借助风洞试验进行,试验周期长,费用高。基于计算流体动力学的数值风洞方法,首先求解不可压雷诺时均N—S方程,获得桥梁主梁截面的气动力特性,然后通过求解结构驰振运动方程,以评价大跨刚构桥最大悬臂施工阶段的驰振稳定性。用于贵阳小关连续刚构桥最大悬臂施工阶段横风向驰振稳定性分析,研究表明该桥在最不利施工状态不会发生驰振。
- 祝志文陈政清
- 关键词：驰振数值风洞
- 两自由度系统气弹响应特性研究被引量：2
- 2008年
- 基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)离散时间气动模型,计算了有无结构阻尼的薄平板在均匀流中分别受单自由度或两自由度(同时)初始位移激励下的系统气弹响应,分析了气弹位移及气动力时程特征及相互关系。研究表明:任意一个自由度的激励将激发起系统两个自由度方向的振动;低折算风速下,气动耦合项作用很小,气动力能对气弹系统产生气动正阻尼作用,且产生的竖弯气动阻尼大于扭转气动阻尼。研究还表明:系统任意一个自由度方向的气弹位移响应,以及升力或扭矩时程均有系统两个振动模态参与。气弹系统以某一系统频率发生的振动,是一个自由度方向的主运动和另一个自由度方向的耦合运动以一定的参与程度组合形成的牵连运动。
- 祝志文顾明陈政清
- 关键词：气动弹性气动模型CFD
- 识别桥梁断面颤振导数的快速相关特征系统实现算法被引量：4
- 2008年
- 风洞试验是获取桥梁断面颤振导数最直接和有效的方法。由于高风速下各种噪声对振动信号的污染,造成高风速下颤振导数识别的难度加大,因此合理的算法选择显得特别重要。介绍了一种基于响应数据相关的特征系统实现算法(快速相关ERA),并提出了将该算法在桥梁断面颤振导数识别上的实现。然后以具有理论解的Theodorsen理想平板为例,通过数值仿真和系统识别得到了一定折算风速范围不同噪声水平下的颤振导数。识别的理想平板颤振导数与Theodorsen理论解的合理一致性,验证了算法的可靠性和鲁棒性。
- 李友祥祝志文陈政清
- 关键词：颤振数值仿真鲁棒性
- 悬索管道桥结构参数对全桥动力特性的影响研究被引量：4
- 2008年
- 大跨度悬索管道桥桥面窄,宽跨比小,结构十分轻柔,结构参数的改变对其动力特性有较大的影响。以川气东送野山河悬索跨越工程为例,采用大型有限元分析软件ANSYS10.0分析了风缆预张力和风缆面与水平面夹角变化对该悬索管道桥动力特性的影响。研究表明,提高风缆预张力和选取适当的风缆与水平面的夹角能有效地提高全桥结构刚度。
- 祝志文李友祥王召祥陈政清
- 关键词：动力特性结构参数有限元分析
- 桥梁气弹响应分析的时域气动模型被引量：4
- 2007年
- 为了解决传统桥梁气弹响应分析方法因非定常不可压流CFD计算量巨大而导致的效率低下问题,提出一种桥梁气弹响应分析的新方法。该方法采用频域特性可调的广谱指数脉冲时间序列强迫桥梁断面运动,并通过CFD计算得到作用在桥梁断面上的气动力,然后由桥梁断面的运动位移和气动力时程,通过系统识别建立起桥梁绕流系统的时域离散时间气动模型。最后以具有扭转自由度的薄平板在初始位移激励下的运动为例,进行了振动响应计算和气弹全过程分析。研究结果表明:该方法能显著提高桥梁气弹响应分析的计算效率。
- 祝志文陈政清顾明
- 关键词：桥梁工程气动弹性分析
- 基于3211多阶跃激励CFD模型的颤振导数识别研究被引量：5
- 2008年
- 提出一种通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)建立离散时间气动模型并识别颤振导数的方法,该方法通过强迫模型按一种3211多阶跃方式运动,由CFD数值模拟得到作用在模型上的气动力。由于3211多阶跃包含了丰富的频率成份,能激励起气动力系统在这一连续频域范围内的广泛响应,因而可基于3211输入-气动力输出得到定义在某一频率范围的离散时间气动模型。该气动模型能对对应不同折算风速的简谐位移输入快速仿真得到气动力输出,通过这些输入-输出就可快速识别任意折算下的颤振导数,无需对不同折算风速重复进行CFD计算。应用本文方法识别了薄平板的颤振导数,并与薄平板风洞试验结果进行了比较,颤振导数的一致性证明了本文方法的有效性。
- 祝志文顾明陈政清
- 关键词：颤振CFD系统识别
- 理论平板及其中央开槽颤振特性的CFD研究被引量：3
- 2006年
- 基于任意拉格朗日-欧拉描述法及刚性模型和计算网格同步运动的动网格技术,数值模拟了作竖弯或扭转谐振动的平板绕流场.通过计算一个运动周期内作用在平板上的总功,分析了理论平板的颤振机理.研究表明仅有竖弯自由度或扭转自由度的平板不可能发生单自由度颤振.计算了中央开槽20%平板的颤振导数.通过对一设想的大跨度桥梁进行二自由度颤振分析,显示平板中央开槽能显著提高其颤振稳定性.最后从气动机理上解释了平板开槽能提高颤振稳定性的原因.
- 祝志文陈政清顾明
- 关键词：颤振计算流体动力学颤振机理中央开槽
- 指数脉冲强迫激励CFD模型运动的气动参数识别法被引量：10
- 2007年
- 计算流体动力学(CFD)模拟是获得桥梁断面颤振导数的主要方法之一。提出了一种基于CFD计算气动力,建立气动模型并经模型仿真快速识别颤振导数的新方法。该方法采用具有连续频谱分布且位移光滑的指数脉冲序列为CFD模型运动的输入,通过数值模拟得到作用在模型上的气动力。利用已知的输入和气动力建立起反映系统气动力特征的离散时间气动模型。然后利用该模型仿真系统在简谐位移输入的气动力响应,再基于该输入和模型仿真输出识别颤振导数。该方法在竖弯和扭转方向各自仅需一次CFD模拟,无需重复进行CFD计算,能显著减小CFD计算颤振导数的工作量。进行了薄平板颤振导数的识别,研究结果与T heodorsen平板理论解、薄平板风洞试验值的一致性,证明了研究方法的可靠性和有效性。
- 祝志文顾明陈政清
- 关键词：颤振CFD系统识别
- 桥梁断面颤振导数的CFD全带宽识别法被引量：5
- 2007年
- 由于需要在不同折算风速下重复进行大量试验或CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟,现有风洞试验和CFD方法识别桥梁断面颤振导数耗时且效率低。提出一种基于CFD离散时间气动模型,快速识别感兴趣折算风速带宽内任意折算风速下桥梁断面颤振导数的全带宽识别法。该法基于任意拉格朗-欧拉描述的有限体积法和多层网格技术,首先计算作用在桥梁断面上的非定常气动力,CFD模拟时强迫桥梁断面以单自由度竖弯或扭转方式振动,位移模式为定义在感兴趣的频率范围内的指数脉冲时间序列。然后利用得到的气动力和该指数脉冲输入,通过系统识别建立起反映桥梁断面气动力系统特性的离散时间气动模型。随后利用该气动模型仿真桥梁断面在简谐位移激励下的气动力响应,并由该模型的输入和响应通过系统识别得到桥梁断面的颤振导数。该法在竖弯和扭转方向各仅需一次CFD模拟,就可构造离散时间气动模型,使得颤振导数识别的计算量显著降低。开展了三汊矶大桥加劲梁断面颤振导数识别和颤振临界风速计算,研究结果与风洞试验的一致性,证明了方法的可靠性和高效性。
- 祝志文顾明陈政清
- 关键词：颤振CFD系统识别桥梁断面
- 气弹耦合系统气动自激力与气弹响应
- 基于 CFD（Computational Fluid Dynamics）离散时间气动模型,本文计算了有无结构阻尼的薄平板在均匀流中分别受单自由度或两自由度（同时）初始位移激励下的系统气弹响应,分析了气弹位移及气动力时程特...
- 祝志文陈政清顾明
- 关键词：气动弹性气动模型CFD
- 文献传递
