渦激振動是橋梁風致振動的一種,它的成因是鈍體尾流處存在交替脫落的旋渦,當旋渦脫落頻率與主梁的自振頻率一致時,即發(fā)生有限幅的可能造成橋梁及附屬結構疲勞破壞的渦激振動現(xiàn)象。在橋梁結構的發(fā)展中,為了滿足實際,主跨的跨徑在不斷增大,而跨徑的增大意味著主梁剛度的進一步減小,則更容易發(fā)生渦激振動現(xiàn)象。隨著對主梁尾端處展向旋渦脫落的研究深入,發(fā)現(xiàn)破壞展向一致性,可以抑制旋渦的形成和發(fā)展,進而抑制渦激振動,本文即通過沿模型展向施加擾動的形式,進行模型表面風荷載和繞流場的控制研究,主要包括以下研究工作:從工程實際的角度出發(fā),同時為了更好地分析控制的機理,元件沿模型下表面前后對稱布置之前,先研究元件單獨放置于前端及尾端時的主梁風荷載特征和繞流場特征。通過測壓實驗和改變實驗參數(shù),獲得了不同展向擾動形式下的主梁模型風荷載特征和特征變化規(guī)律。在0度風攻角及正風攻角下,不同位置布置元件均可以降低模型表面脈動壓力系數(shù),在負攻角下,尾端單獨布置元件脈動值相對無控基本不變,前端存在元件時,模型表面脈動值增大。其次結合PIV實驗結果,驗證了較優(yōu)控制工況和不利工況的表面壓力特征,并通過流向和展向兩種截面位置的繞流場特征,分...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 風對橋梁結構的影響
        1.2.1 風對結構的靜力影響
        1.2.2 風對結構的動力影響
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內(nèi)外關于橋梁抑振的控制原理及方法綜述
        1.3.2 二維流動控制
        1.3.3 三維流動控制
    1.4 國內(nèi)外關于本課題研究的綜述
        1.4.1 渦流發(fā)生器簡介
        1.4.2 流動分離控制原理
        1.4.3 渦流發(fā)生器尾流渦形狀
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 基于展向擾動的實驗模型與方法
    2.1 引言
    2.2 靜力模型設計
        2.2.1 靜力模型幾何參數(shù)
        2.2.2 展向元件幾何參數(shù)
    2.3 實驗工況劃分
        2.3.1 流向位置
        2.3.2 展向間距
        2.3.3 豎向高度及風攻角
    2.4 風洞試驗儀器及風洞試驗技術簡介
        2.4.1 風洞簡介
        2.4.2 測壓實驗簡介
        2.4.3 粒子成像測速系統(tǒng)(PIV)
    2.5 本章小結
第3章 基于展向擾動的大跨度橋梁主梁風荷載特征
    3.1 引言
    3.2 尾端單獨布置元件時的壓力特征
        3.2.1 不同元件高度下的壓力特征
        3.2.2 不同展向間距下的壓力特征
        3.2.3 不同風攻角下的壓力特征
        3.2.4 展向元件與八字形VG的壓力特征對比
        3.2.5 頻譜變換及表面壓力積分
    3.3 前端單獨布置元件時的壓力特征
        3.3.1 不同豎向高度下的壓力特征
        3.3.2 不同展向間距下的壓力特征
        3.3.3 不同風攻角下的壓力特征
        3.3.4 展向元件與八字形VG的壓力特征對比
        3.3.5 頻譜變換及表面壓力積分
    3.4 前后對稱放置元件的壓力特征
        3.4.1 不同豎向高度下的壓力特征
        3.4.2 不同展向間距下的壓力特征
        3.4.3 不同風攻角下的壓力特征
        3.4.4 展向元件與八字形VG的壓力特征對比
        3.4.5 頻譜變換及表面壓力積分
    3.5 本章小結
第4章 基于展向擾動的大跨度橋梁主梁繞流場特征
    4.1 引言
    4.2 元件單獨布置于尾端時的順流向繞流特征
        4.2.1 0度風攻角下繞流場特征
        4.2.2 +3度攻角下的繞流場特征
        4.2.3 -3度攻角下的繞流場特征
    4.3 元件單獨布置于前端時的順流向繞流特征
        4.3.1 0度攻角下的繞流場特征
        4.3.2 +3度攻角下的繞流場特征
        4.3.3 -3度攻角下的繞流場特征
    4.4 元件對稱布置于前后端時的順流向繞流特征
        4.4.1 0度攻角下的繞流場特征
        4.4.2 +3度攻角下的繞流場特征
        4.4.3 -3度攻角下的繞流場特征
    4.5 0度攻角下展向流場特征
    4.6 本章小結
結論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3816805