【摘要】：基于超高層建筑多自由度氣彈模型風洞試驗測得了橫風向風致響應,通過測壓試驗獲得了和振動位移同步的表面風壓,借助隨機減量法識別了不同折算風速下的氣動阻尼,通過位移響應譜和風壓譜識別得到不同折算風速下模型振動和流體渦脫的主頻率。結(jié)果表明:在共振風速附近,氣動剛度造成的頻率改變量不可忽略,并且結(jié)構(gòu)頻率與渦脫頻率并不是傳統(tǒng)認為的鎖定與被鎖定關(guān)系,而是相互影響、動態(tài)近似相等的關(guān)系。
【圖文】：

層建筑渦振響應的精確評估提供參考。１風洞試驗如圖１所示，超高層建筑多自由度氣彈模型尺寸為１．３ｍ×０．１ｍ×０．１ｍ。該氣彈模型很大程度上參考了文獻［５］的制作方法，模型具體制作調(diào)試方法見文獻［６］。圖１模型照片Ｆｉｇ．１ＰｈｏｔｏｓｏｆＭＤＯＦｍｏｄｅｌ表１模型自振參數(shù)Ｔａｂｌｅ１ＮａｔｕｒａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｓｏｆＭＤＯＦｍｏｄｅｌ工況號頻率／Ｈｚ當量質(zhì)量／（ｋｇ·ｍ－１）阻尼／％Ｓｃ數(shù)１１０．８３１．３１１．０２２．１４２９．０２１．３１２．８９６．０５３１０．６１．３１１．４３２．９９４８．７０２．１７３．７２１２．９１５７．１７２．３８３．６０１７．０６表１為模型各工況自振參數(shù)，表１中頻率為模型一階自振頻率，頻率縮尺比約為１００∶１，尺寸縮尺比為１∶６００。表１中當量質(zhì)量和Ｓｃ數(shù)的計算公式如下：Ｍ＝∫Ｈ０ｍ（ｚ）鐖２（ｚ）ｄｚ∫Ｈ０鐖２（ｚ）ｄｚ（１）Ｓｃ＝２ＭξｓρａＤ２（２）式中，ｍ（ｚ）為單位高度的模型質(zhì)量，鐖（ｚ）為平動振型，Ｈ為模型總高，ξｓ、ρａ、Ｄ分別為阻尼比、空氣密度和模型迎風面尺寸。試驗測試內(nèi)容為不同風速下的橫風向風致位移響應。在對模型測響應的同時，在模型表面布置了一定數(shù)量的風壓測點（部分測壓點位置見圖１）。試驗風場類型為均勻流和Ｄ類粗糙度流場，其平均風速剖面和湍流度剖面見圖２。本文設(shè)計了一套吹氣同步采樣系統(tǒng)，，來實現(xiàn)風壓和位移的同步采集。在氣流輸入端吹氣，經(jīng)過“三通”分流成兩

模型表面布置了一定數(shù)量的風壓測點（部分測壓點位置見圖１）。試驗風場類型為均勻流和Ｄ類粗糙度流場，其平均風速剖面和湍流度剖面見圖２。本文設(shè)計了一套吹氣同步采樣系統(tǒng)，來實現(xiàn)風壓和位移的同步采集。在氣流輸入端吹氣，經(jīng)過“三通”分流成兩股氣流，分別與掃描閥的一個通道和單點壓力傳感器連接，單點壓力傳感器與位移計連接在同一個數(shù)采板卡上。吹氣時兩個采樣系統(tǒng)有一個通道采集的數(shù)據(jù)會在同一時刻出現(xiàn)脈沖峰（見圖３）。以此同步時刻為起始點來階段數(shù)據(jù)，即實現(xiàn)了風壓和位移的同步采集。圖２Ｄ類風場調(diào)試結(jié)果Ｆｉｇ．２ＴｅｒｒａｉｎｃａｔｅｇｏｒｙＤ圖３同步脈沖信號Ｆｉｇ．３Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｐｕｌｓｅ２位移響應分析圖４給出了工況１在均勻流場中不同折算風速下的渦振位移響應時程。從圖４來看：ａ）折算風速較小時，位移時程有很圖４共振前后位移響應時程Ｆｉｇ．４ＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｔｉｍｅｈｉｓｔｏｒｙｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅＶＩＶ６６６空氣動力學學報第３５卷

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