方形断面的细长结构广泛的应用在工程领域,其在特定风向角和特定的风速范围下会发生具有较大危害性的驰振,目前斜置或者斜风向作用下的细长方柱驰振不稳定性的规律尚不清楚。采用刚性模型测压风洞试验,通过对斜置方柱气动力的分析,讨论了风偏角对方柱气动力的影响,基于准定常假设,分析了考虑风偏角的方柱驰振不稳定性。结果表明方形断面是典型的驰振不稳定断面形状;随着来流与柱体轴向夹角的变小,方形断面的驰振不稳定区域增大,斜风向下的方柱更容易发生驰振,需要在类似结构抗风设计中引起重视。

针对风雨耦合作用下高速列车的气动特性问题,在大气边界层风洞中搭建风雨耦合作用试验系统,以CRH2型列车为研究对象,开展高速列车在风雨环境下的静风荷载试验;分析列车在风雨耦合作用下的气动力系数,探明不同风偏角时降雨强度对列车头车和中车气动力系数的影响规律。研究结果表明降雨对列车头车和中车气动力系数的影响不容忽视,降雨强度越大,对气动力系数的影响越显著;降雨增大头车和中车的阻力系数,在一定程度上增大侧偏力矩系数,降低侧力系数、升力系数与俯仰力矩系数,对倾覆力矩系数影响较小;在不同风偏角时,列车气动特性受降雨强度的影响程度不同,头车气动力系数在风偏角为60°时受降雨影响较大,中车阻力系数在风偏角为20°时受降雨影响较大,其余各气动力系数在风偏角为60°时受降雨影响较大。

连续多跨曲线桁架桥全桥主梁静气动参数的取值由于主梁的变宽度变高度以及主梁迎风角度的变化而变得较为困难。结合主梁气动外形的相似性,将全桥各跨主梁划分为数个典型分段,并数值模拟得到各分段在±90°风偏角范围内的气动参数。参考全桥整体坐标系,将各主梁位置相对整体坐标系下的初始偏角加上来流风的偏角得到各主梁单元的等效风偏角。基于该等效风偏角可线性插值得到曲线桥主梁各分段在任意来流风作用下的气动参数取值。实践运用表明,该化繁为简的处理分析方法能够取得较好的工程应用效果。

水平风作用下输电塔风荷载的研究已经取得一定成果,但有竖向风联合作用下的输电塔风荷载的研究甚少。采用多天平同步测力风洞试验方法,获得了水平风和竖向风联合作用下的输电塔塔身节段的气动力系数。试验研究表明:多天平同步测力方法可以直接且准确地测量输电塔构件的风荷载;与常规试验相比,多天平同步测力方法可以用于同时具有攻角和偏角的风作用下输电塔风荷载的测量,且能准确地模拟输电塔的气流扰流,减少或避免风洞地面或分离平台引起的边界层效应;来流风攻角在±5°范围内时,竖向风对阻力系数的影响较小,可以忽略;来流风攻角较大时,竖向风对输电塔塔身气动力系数的影响较大,不可忽略。