【摘要】：結(jié)構(gòu)氣動(dòng)力系數(shù)的研究方法主要是以風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬為主,現(xiàn)場實(shí)測的方法局限性較大,并不常用。風(fēng)洞試驗(yàn)是常用的結(jié)構(gòu)抗風(fēng)試驗(yàn)方法,但是風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室造價(jià)和試驗(yàn)費(fèi)用往往較高,且國內(nèi)擁有風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室的研究機(jī)構(gòu)并不多,甚至有些省份沒有風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室,這極大地限制了風(fēng)工程領(lǐng)域工作者相關(guān)工作的開展。雖然,數(shù)值模擬方法提供了一種便捷經(jīng)濟(jì)的研究手段,但是其結(jié)果并不十分準(zhǔn)確和可靠,因此數(shù)值模擬方法僅作為風(fēng)洞試驗(yàn)的一種輔助手段。為了給結(jié)構(gòu)風(fēng)工程研究提供一種便捷高效經(jīng)濟(jì)可靠的試驗(yàn)研究方法,本文參照風(fēng)洞試驗(yàn)方法以及汽車行駛可產(chǎn)生相對(duì)風(fēng)場的特性,提出了一種通過汽車的運(yùn)動(dòng)來產(chǎn)生相對(duì)風(fēng)場,進(jìn)而對(duì)安裝于車頂試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臍鈩?dòng)力系數(shù)進(jìn)行測試研究的移動(dòng)便攜式類風(fēng)洞的試驗(yàn)方法。首先,研制了利用汽車行駛風(fēng)測試氣動(dòng)力系數(shù)跑車試驗(yàn)方法的試驗(yàn)裝置。該裝置分為模型橫放和豎放兩種試驗(yàn)裝置。裝置主要包括:一輛帶定速巡航功能的家用小汽車,車頂?shù)奈锢碓囼?yàn)平臺(tái)和車內(nèi)的信號(hào)測試系統(tǒng)等。模型橫放和豎放的試驗(yàn)裝置的儀器設(shè)備基本一致。跑車試驗(yàn)的儀器設(shè)備主要包括筆記本電腦、供電設(shè)備、測力天平、拾振器、皮托管、壓力傳感器及相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集儀等。同時(shí),本文還對(duì)跑車試驗(yàn)方法的步驟作了必要的說明和介紹。其次,開發(fā)了利用汽車行駛風(fēng)測試氣動(dòng)力系數(shù)跑車試驗(yàn)方法的數(shù)據(jù)處理軟件。所開發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件主要包含六大功能模塊:數(shù)據(jù)初選、剔除奇異值、消除趨勢項(xiàng)、數(shù)據(jù)平滑處理、平穩(wěn)性檢驗(yàn)和氣動(dòng)力系數(shù)計(jì)算。數(shù)據(jù)初選模塊可對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選,同步剔除異常時(shí)段的數(shù)據(jù)。剔除奇異值模塊主要用于粗大誤差的減少和消除。消除趨勢項(xiàng)模塊可解決數(shù)據(jù)的零點(diǎn)漂移問題。數(shù)據(jù)平滑處理模塊能夠有效地減少隨機(jī)誤差。平穩(wěn)性檢驗(yàn)?zāi)K可以對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)。氣動(dòng)力系數(shù)計(jì)算模塊可方便高效地對(duì)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行氣動(dòng)力系數(shù)的計(jì)算。同時(shí),對(duì)所開發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用和分析,結(jié)果表明該數(shù)據(jù)處理軟件是合理的、有效的和正確的。然后,研制了利用汽車行駛風(fēng)測試氣動(dòng)力系數(shù)跑車試驗(yàn)方法的車振影響分析裝置。該裝置巧妙地利用風(fēng)場屏蔽罩對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭車娘L(fēng)場進(jìn)行隔離,測力天平只采集試驗(yàn)?zāi)Ｐ退艿恼駝?dòng)慣性力。在理想條件下,采用跑車試驗(yàn)方法對(duì)一個(gè)等腰三棱柱模型的升阻力進(jìn)行測試,并從理論和試驗(yàn)兩個(gè)方面研究了車振對(duì)跑車試驗(yàn)方法的影響,結(jié)果表明,在道路平直和氣象條件良好的條件下,車振的影響較小,振動(dòng)產(chǎn)生的慣性力相對(duì)于氣動(dòng)力可忽略不計(jì)。最后,驗(yàn)證了在理想條件下利用汽車行駛風(fēng)測試氣動(dòng)力系數(shù)跑車試驗(yàn)方法進(jìn)行等腰三棱柱模型氣動(dòng)力系數(shù)測試的正確性。分析了汽車行駛風(fēng)速特征和測試數(shù)據(jù)的平穩(wěn)特性,研究了模型在不同放置方式、端板設(shè)置情況和雷諾數(shù)等工況下的氣動(dòng)力系數(shù)結(jié)果。并將該測試結(jié)果同風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較和分析。結(jié)果表明,皮托管得到的行駛風(fēng)速的范圍為17.43~20 m/s,與國標(biāo)(GB 15082-2008)汽車實(shí)際的汽車實(shí)際速度相符;跑車試驗(yàn)的風(fēng)場湍流強(qiáng)度小于4%;理想條件下,動(dòng)壓和氣動(dòng)力時(shí)程曲線較為平穩(wěn);有端板工況下的升阻力系數(shù)絕對(duì)值大于無端板工況的結(jié)果;豎放工況下的升阻力系數(shù)絕對(duì)值普遍大于橫放工況的結(jié)果;跑車試驗(yàn)測得的氣動(dòng)力系數(shù)與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,且等腰三棱柱模型的跑車試驗(yàn)氣動(dòng)力系數(shù)測試對(duì)雷諾數(shù)效應(yīng)并不敏感。因此,跑車試驗(yàn)方法具有一定可行性。
【圖文】：

模型橫向放置的跑車試驗(yàn)裝置實(shí)物圖

模型橫向放置的跑車試驗(yàn)風(fēng)攻角調(diào)整裝置
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U467

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭云飛;劉慶寬;馬文勇;劉小兵;;端板對(duì)二維矩形風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜌鈩?dòng)特性的影響[J];實(shí)驗(yàn)流體力學(xué);2017年03期

2 李永樂;徐昕宇;郭建明;向活躍;陳克堅(jiān);;六線雙層鐵路鋼桁橋車橋系統(tǒng)氣動(dòng)特性風(fēng)洞試驗(yàn)研究[J];工程力學(xué);2016年04期

3 何瑋;郭向榮;鄒云峰;何旭輝;;風(fēng)屏障透風(fēng)率對(duì)車-橋系統(tǒng)氣動(dòng)特性影響的風(fēng)洞試驗(yàn)研究[J];振動(dòng)與沖擊;2015年24期

4 李勝利;王超群;王東煒;歐進(jìn)萍;;大跨徑懸索橋施工期尖頂型主纜馳振性能分析[J];振動(dòng)與沖擊;2015年22期

5 張U，

本文編號(hào)：2632361