波浪形斜拉索的气动力及风致振动特性

斜拉索的风荷载和风致振动问题在工程设计和抗风研究领域备受关注,探索具有较小气动力和良好抑振性能的新型斜拉索十分必要 . 针对某一特定几何尺寸的波浪形斜拉索,通过风洞试验方法,研究了该波浪形斜拉索的整体气动力、风压分布、局部气动力、涡激振动和干索驰振特性. 结果表明：在1.00×105~3.86×105的雷诺数范围内,波浪形斜拉索的平均阻力系数总体而言小于标准斜拉索,在低雷诺数范围可减阻 18%,最大平均升力系数相比标准斜拉索可降低 80%;波浪形斜拉索的风压分布、气动力随雷诺数的整体变化规律与标准斜拉索相似,但展向相关性较弱;波浪形斜拉索的涡激振动性能显著优于标准斜拉索,最大振幅降低34%,最大振幅对应的风速提高了16%;干索驰振性能与标准斜拉索的结果相当,最大振幅可减小5%,但发生振动的风速范围更宽.     

安装肋条斜拉索的涡激振动和气动力特性研究

以安装肋条斜拉索为研究对象,通过风洞试验系统研究肋条的安装方式（通长安装和间断交错安装）、尺寸和数量对斜拉索涡激振动和气动力的影响,并分析涡激振动的抑制机理.结果表明：和标准斜拉索相比,安装肋条斜拉索能有效抑制涡激振动,且间断交错安装方式的抑振效果优于通长安装方式,肋条数量为8根的控制效果优于6根和12根;增加肋条宽度和厚度都会减小涡激振动振幅;肋条斜拉索的脉动升力系数显著小于标准斜拉索,且功率谱尖峰幅值降低或不存在显著尖峰,表明间断交错肋条可以降低卡门涡脱落强度甚至完全抑制;对于气动力,在试验雷诺数范围内,安装肋条后平均气动力系数无明显雷诺数效应;相比于标准斜拉索,肋条为通长安装时均会增加斜拉索的平均阻力系数,而采用间断交错安装时,不同肋条数量、尺寸和风攻角对斜拉索的增阻减阻情况不同. 当采用8根尺寸为 20 mm×15 mm的肋条间断交错安装时,在所有风攻角下都有良好的抑振效果,最大涡振振幅减小率可达到96.79%,且平均阻力系数均稳定在1.13附近,平均升力系数均稳定在0附近.     

斜激波与边界层的相互作用

本文在[二]中给出斜激波与边界层间之相互作用的外部解,在这个外部解,是由三个因素产生的,即(1)边界层不存在时,直线驻激波的压强变化,(2)凹壁边界层为一线性微扰而产生的压强变化,(3)凹曲壁边界层对激波波形的影响。     

超音速物体的斜上抛运动

对超音速物体的斜上抛运动进行研究,得出空气阻力与速度立方成正比时斜上抛运动的微分方程和近似解以及计算最佳投掷角的参数方程。     

管内振动壁面射流流场的数值模拟

采用动网格技术和k-ε两方程湍流模型,通过求解二维非定常不可压雷诺时均NavierStokes方程,对局部壁面振动的管内射流流场进行数值模拟,分析局部振动壁面的振幅和频率对流动的影响.结果表明,射流孔下游壁面静压随振幅、频率的增加而增加;射流孔附近静压在126°相位角降到最低.射流孔的平均流量随振幅的增加而减小,随频率的增加而增加;流量波动随振幅、频率的增加而增大,高频率对主流的影响更加明显.     

泡状沸腾时的壁面热物性效应

本文运用液体泡状沸腾换热的微层导热汽化机理,对加热壁面的热物性效应进行了理论和实验研究。利用不同物性、不同厚度的涂层,测定了相应的沸腾换热系数,证明了加热面材料热物性综合数(λρc)对泡状沸腾换热具有很大的影响,提出了一个考虑壁面热物性效应的泡状沸腾换热的修正准则关系式。     

谈斜抛物体的运动方程及条件

本文提出斜抛物体的运动方程可用一个矢量式表示,并阐述了它成立的条件。     

壁面局部振动的二维管内流动分析

通过求解二维雷诺时均Navier-Stokes方程,对壁面局部振动的二维管内流场进行数值模拟,分析边界条件在不可压缩计算及可压缩计算情况下对壁面局部振动流动状态的不同影响.研究表明,在不可压缩计算情况下,总压入口条件相对于速度、质量流量入口条件限制少,壁面振动可同时影响振动壁面上、下游的流动参数.在壁面振动管道内,尽管马赫数Ma0.3,可压缩流体的流动现象是完全不同于不可压缩流体的.边界条件对于高频振动计算结果的影响比低频振动计算结果的小.因此,在模拟燃气轮机小幅高频振动叶栅的实际工程问题中,必须采用可压缩计算.在相对平缓、充分的入口段条件下,仍然可以采用常规模拟叶片绕流时的速度入口边界条件进行计算.     

超长斜拉索的参数振动

研究了斜拉桥中拉索的参数振动,利用三维有限元模型计算了苏通大桥的全桥动力特性和单根拉索的动力特性,得出了可能发生参数振动的拉索;分析参数振动时,取单根索模型(索端受随时间变化的位移激励);计算了在同一激励下不同拉索的响应;对与主梁成一定频率匹配关系的斜拉索进行分析;讨论了各种因素(阻尼、激励幅值、激励频率)对参数振动的影响;指出在一定条件下,拉索可能由于桥面振动的激发而发生参数振动,对桥梁的安全性带来不利影响.在大跨桥梁中,由于拉索和主梁的低频特性,非常有可能发生参数振动.这意味着在大跨斜拉桥设计中出现一个新的研究趋势.     

基于压力分布的高速列车气动力计算方法

基于径向基函数的气动压力插值方法和摩擦力计算模型,提出了一种可用于高速列车线路试验的气动力快速计算方法。该方法只需测得车体表面若干测点的压力,然后基于这些测点的压力值,使用径向基函数插值方法得到车体表面压力分布;并采用数值积分方法与平板边界层摩擦力计算模型能够快速得到气动压差力和气动摩擦力。列车附属部件几何外形复杂,难以通过插值方法获取表面压力分布;为此,基于八辆编组真实外形,给出了各附属部件对列车气动力贡献度,从而使本文提出的方法能够应用于线路试验和动模型试验。为验证计算方法的有效性,针对高速列车三辆编组简化外形头尾车流线型部分,采用数值计算方法对比分析了气动阻力和气动升力计算结果与计算结果;针对三辆编组风洞试验外形分析了气动阻力试验值和计算值。结果表明:提出的计算方法能够满足工程精度要求。     

物体在一类振动斜面上的运动

本文分析了法线和振动方向不共铅垂面的一类振动斜面上物体的运动。解释了“振动分离”原理,为斜面振动分离机械动力学参数设计提供了一个数值方法。     

洞室爆破振动信号时频分析及能量分布研究

为有效预测洞室爆破对振动的振动规律,减小振动对保护建筑物的不良影响,分析起爆段数对能量分布的影响规律,需要对不同段数洞室爆破振动信号能量分布规律进行研究.以汝阳泉水沟尾矿库初期坝工程坝体堆石料开采为工程背景,采用小波变换法对爆破振动信号进行处理,获得各层频带包含能量方面信息,从频率和能量方面分析爆破振动信号时频特征.得...     

方坯连铸结晶器壁面速度分布规律的研究

针对合金钢方坯连铸结晶器内钢液的流体流动，采用二维激光测速仪测定了４孔水口下结晶器内垂直平板壁面附近不同区域的流体运动速度。同时，根据对数壁面律，用回归方法导出不同壁面区域附近的对数壁面律方程和相应的经验常数，得到了结晶器壁面附近区域流体速度分布规律。     

指握物体时指型的数学模型

生物医学工程对人手的研究不限于单纯的解剖结构而常结合其功能位置一起考虑。本文对100名受试者指握不同大小、形状、重量物体的指运动进行了调查,结果表明:绝大多数均使用姆指、中指和食指作为着力点握物而小指和无名指只起扶持作用。其次从中选取21名受试者的指型作为典型,进行了 X—静电摄影,推导出实验式,并将实验的指握时手指的功能位置的相对距离代入此实验式,通过计算机处理,所获得的曲线与实际上的图彤基本上一致。此外还以实验式中的椭圆度的值表示指握不同直径物体时指型按抛物线规律的变化和以指型相对长度表示与物体直径的单调递减函数的关系。最后,讨论了该数学摸型可供数控简易机械手在工业流水线上的应用评价和其局限性。     

FGM斜板的振动特性分析

对FGM斜板,通过坐标转换,在斜坐标系下建立了FGM斜板的横向振动微分方程。用微分求积法研究了四边简支和对边固支对边简支FGM斜板的自由振动特性,给出了不同角度和不同边长比下一阶固有频率与梯度指标之间的变化曲线,以及四边简支FGM斜板角度对固有频率的影响。     

激波后沉积粉尘的燃烧特征

激波掠过可燃沉积粉尘后将使粉尘颗粒上扬、点火与燃烧。该文给出了描述该现象的理论模型，并对此进行了数值模拟。结果表明，激波马赫数越大，气相中氧气含量越高，颗粒初始直径越小，则颗粒的点火延迟时间越小，颗粒温度及化学反应速率上升越快，颗粒的燃烧时间愈短。     

物体在平面上的振动摩擦状态分析

振动摩擦的研究作为振动利用工程的一个分支,已在工业各部门及人们的日常生活中发挥愈来愈重要的作用,许多工程实践已经证明,在振动工况下,物体间的摩擦系数和摩擦力可以显著减小,物体在平面上的振动是基础,对其摩擦状态的分析尤为重要。     

凹圆面上小物体微振动的周期

对刚体（小物体）在凹形圆底部所做的微振动进行了研究，并给出了几种不同刚体微振动周期。     

透明物体经透镜成像的光场分布

给出均匀透明物体经透镜成像后观察面上的光场分布公式,计算了焦距和二倍焦距处观察面上的光波复振幅和光强。结果表明,焦点处观察面上的光场分布函数为一脉冲函数,而在二倍焦距处观察面上的光场与物体后表面的光场分布函数仅相差一个位相因子。     

幂律流体绕流楔形物体时的层流边界层

从流体力学和非牛顿流体力学的基本方程出发，在未作任何假设的情况下，通过引入合理的相似变量，得出了幂律流体绕流楔形物体时的层流边界层常微分方程及其数值解，该常微分方程及其解在塑性指数ｎ＝１时，与经典流体力学中的方程及解完全相同。