气动导纳函数是桥梁抖振分析中的重要气动参数,通常利用风洞试验或数值模拟平台生成入口随机紊流风速或单频简谐来流进行识别。本文基于指数脉冲形式简单、频带宽的特点,提出了采用入口指数脉冲风速识别气动导纳的数值模拟方法。选取理想平板为研究对象,采用该方法进行气动导纳识别研究,并与理论Sears函数进行比较。研究结果表明,本文提出的数值识别方法具有可行性,当脉冲宽度大于600/s2、计算时间步长小于0.0005 s时,可以得到较为准确的结果。

以某公铁两用桥为研究背景,通过大比尺节段模型风洞试验,使用天平测试有无风屏障时公路和铁路车辆气动特性,采用风速仪测试了桥面的风剖面分布,研究了车道和车辆类型对公路桥面车辆气动特性的影响。结果表明:设置风屏障有效降低了公路和铁路桥面的局部风速和车辆的气动力系数;公路桥面车辆气动力系数总体上随车道距风屏障距离的增加而减小,相同风屏障对大货车气动特性的降低程度相对于小货车和客车更为明显;设置风屏障后铁路桥面迎风侧和背风侧列车阻力系数的折减率基本接近,但升力系数的折减率差异较大。

为研究大跨度邻近桥梁的气动干扰效应,本文以2座大跨度桥梁为对象,基于CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟研究不同间距比和风攻角下气动干扰效应对静力三分力系数的影响,以及不同间距比和折算风速对颤振导数的影响。结果表明:上游桥梁三分力系数及下游桥梁力矩系数对气动干扰效应不敏感;气动干扰效应对下游桥梁的阻力系数和升力系数的影响与间距比和风攻角有关;下游桥梁颤振导数受气动干扰效应影响大,随间距比与折算风速的变化表现出不同的规律。

为了研究线路的非对称性布置对列车和桥梁系统气动特性的影响,开发了一种同步测试车-桥气动力的装置,通过本装置对线路非对称布置的大跨度公铁两用斜拉桥进行了节段模型风洞试验。考虑了下层铁路和下层公路分别为迎风侧的工况,测试了不同车-桥组合下车辆和桥梁各自的气动力,讨论了线路非对称布置、风攻角、双车交会和汽车对车-桥系统气动特性的影响。结果表明相对下层铁路侧迎风工况,下层公路迎风侧的桥梁升力系数和扭矩系数差别较大,且车辆升力系数也变化较大;桥梁和车辆的阻力系数随风攻角的增加而减小;双车交会时,背风侧车辆阻力系数发生突变;受公铁平层防眩网的作用,汽车对列车气动特性影响相对较小。

为研究列车进出风屏障段时所受突风效应的影响,以一高速铁路多跨简支梁桥为研究对象,通过风洞试验测试了风屏障在100.0%、43.5%和0透风率情况下车-桥系统的气动特性;基于哑元耦合法,建立了风-车-桥系统分析模型,开展了两种风屏障布置形式(通长和非通长)时风屏障透风率和列车车速对列车动力响应的影响分析.研究结果表明设置风屏障时桥上列车的气动特性存在较大差异,尤其列车气动阻力系数在风屏障透风率0比透风率100.0%时减少87%;当风屏障通长布置时,风屏障防风效果显著,随着透风率的减小,列车动力响应大幅减小,其中轮重减载率减小达53%;当风屏障非通长布置情况时,列车在进入和离开风屏障区段时,突风效应对列车的横向加速度和竖向加速度均影响显著,透风率越低,加速度响应变化越剧烈,但对于轮轴横向力和轮重减载率的影响有限;随着车速的提...

车辆经过桥塔区域时,由于桥塔的遮风效应,其气动荷载会产生突变,且公铁平层桥梁的桥塔由于纵向尺度较大,车辆经过桥塔区域时气动荷载的变化更加剧烈.为明确某公铁平层桥梁上车辆在桥塔区域的气动特性,制作了1/20大比例尺的风洞试验模型;基于优化后的测试系统,测试了车辆通过公铁平层宽幅桥梁桥塔时的气动荷载,研究了车道位置、车辆类型以及桥塔外形对通过桥塔车辆的气动特性的影响.结果表明越靠近桥塔车道上的车辆,经过桥塔时的横向力系数、摇头力矩系数的突变量更大,正向升力也越大,因而更容易发生侧滑与侧偏;车长对车辆通过桥塔区域的性能有显著影响,长度较小的车辆具有更大的横向力系数突变量,长度较长的车辆具有更大的倾覆力矩系数、摇头力矩系数及点头力矩系数突变量;与矩形截面桥塔相比,带倒角的桥塔使得厢式货车的横向...

基于κ-ε湍流模型和SIMPLEC算法，对新研发的中石化某管线单级双吸输油泵的全流场进行了数值模拟，得到了压力、速度分布。对数值计算结果进行了分析，并与试验值进行了对比，获得了满意的结果。

为了对中石化某管线高压输油泵（670DYN420－HY 型泵，壳体承压要求20MPa）的中开面强度进行优化，采取加大螺栓直径、改变螺栓分布、增加中开面厚度3种方案与原方案进行对比，利用 ANSYS 计算4种方案中开面的变形量和受力情况，通过对比分析中开面垫子的变形量和螺栓强度的安全系数，得到了保证中开面强度的最优方案。优化后的产品实际水压试验结果与数值模拟分析相符，大大减少了多次反复试制样机的风险，节约了试制成本。

针对小流量高扬程泵型采用一种新型结构的设计方法，利用流场及强度分析软件、三维设计软件进行优化，不但提高了设计效率，而且水力及结构设计更合理，效果更直观。通过试验分析验证，缩小实际运行工况与设计工况的偏离，从而掌握了该输油泵设计、加工流程及关键技术。

具有自主知识产权的海洋工程装备是国家海洋维权、资源开发、环境保护、减灾防灾的重要载体。由于海洋工程装备系统复杂、长期受海水侵蚀、故障监测和分离困难，其故障70％是由液压系统故障引起的，液压系统失效问题已成为制约海洋工程机械进一步发展的瓶颈。分析典型海洋工程机械装备——海洋浮标、潜标液压系统状态监测和故障诊断机理，提出基于“功率流”原理的典型液压回路ARMA（自回归滑动平均）建模可靠性和故障在线诊断方案，并以流固感应耦合数据传输和声学矢量传感技术提取海洋浮潜标装备液压系统压力和流量等典型非电量信息，通过改变模型的均值和方差实现回路不同工作状态特征描述，建立失效现象和原因之间的非线性关系，发现“危险因子”，从而揭示海洋环境中液压系统失效机理，为业内研究人员提供参考。