为了给实际土木工程中并列三方柱结构的抗风设计提供参考,采用刚性模型测压风洞试验的方法,测试并研究了并列三方柱的升阻力系数、风压系数及斯托罗哈数随间距的变化规律。三方柱相邻两柱的间距与单方柱边长之比L/D的变化范围为1.2~8.0。研究结果表明当1.2≤L/D≤2.0时,由于偏流现象的存在,两侧方柱的气动力不等,中间方柱会受到非0的平均升力作用;当L/D由2.0增加到2.5时,两侧方柱的脉动阻力会出现突升现象;当L/D由3.0增加到3.5时,中间方柱的脉动阻力和三方柱的脉动升力会出现突升现象。并列三方柱的旋涡脱落在1.2≤L/D≤2.0时受到了明显的抑制,在L/D≥2.5时比较明显,且对应的斯托罗哈数大致相等。

为研究串列多方柱的气动特性,采用刚性模型测压风洞试验的方法研究了雷诺数为3.2×104时,间距比在1.2~8范围内,串列双方柱和串列三方柱在不同间距比下的风压系数、升阻力系数以及斯托罗哈数。结果表明串列双方柱的临界间距比在3~3.5之间,串列三方柱存在两个临界间距比,分别在2.5~3和3.5~4。通过串列双方柱和三方柱的对比可以看到在双方柱下游增加一个方柱会显著影响其气动特性,平均阻力系数的绝对值、脉动升力系数和斯托罗哈数均在间距比L/D≤3.5时减小,但在间距比L/D≥4时这种减小效果减弱。风压分布与原双方柱相似,但数值有所不同,在间距比为3.5时差异最为明显。位于双方柱下游的方柱其气动力及风压系数在间距比为2.5~3时突然增大,在间距比为3.5~4时则相反。

为了研究并列双方柱在不同间距比时气动力特性的干扰效应,采用刚性模型测压风洞试验的方法,通过改变两方柱之间的距离,得到了不同间距比下并列双方柱的风压系数、升力系数和阻力系数。结果表明:当间距比1.2≤L/D<2.5时,并列双方柱平均风压系数的干扰效应明显,且主要表现在内侧面,平均阻力系数和脉动升力系数的干扰效应表现为减小效应;当间距比L/D≥2.5时,并列双方柱的平均风压系数、平均阻力系数和脉动升力系数的干扰效应均不明显。

在微型扑翼飞行器的分析和结构设计中,翅翼运动所产生的升阻力系数具有重要的研究意义。运用CFD分析软件Fluent以及三维建模软件对所设计的两自由度扑翼飞行器结构进行了仿真研究,研究结果显示升阻力系数在不同的运动模式下是有明显差异的,对比翅翼单一沉浮运动时的升阻力系数和基于凸轮机构沉浮加俯仰运动时的升阻力系数,结果表明后者可获得更大的升力系数和更小的阻力系数,更加有利于飞行,为实物的研制提供了依据。

自由悬跨是海底管道安全的风险之一，涡激振动（VIV）引起的疲劳是自由悬跨海底管道的主要失效模式之一。悬跨高度是影响海底管道涡激振动频率和载荷大小的一个重要因素。采用大涡数值模拟方法（LES）研究了不同悬跨间隙比（G/D）海底管道绕流的流场特性，分析了悬跨的间隙比对海管绕流场剪切层相互作用、升阻力系数和旋涡脱落等的影响规律。结果表明：与湍流模型的雷诺平均方法（RANS）相比，大涡数值模拟方法能够得到更准确和详细的近壁面圆柱绕流结果。在G/D 小于0.8 以后升阻力系数有明显变化，升力系数的均方根值随着G/D 的减小而减小。当G/D 大于0.8，升力系数的均值和均方根值基本不变，此时悬跨高度对绕流不再有明显影响。因此，可将G/D 等于0.8 作为临界悬跨间隙比，大于临界悬跨高度时的疲劳分析可等同于孤立管道。当G/D 小...