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典型流线型箱梁扭转涡激气动力的简化涡模式与气动措施抑振机理 被引量：2
1
作者 胡传新 官绪龙 +1 位作者 赵林 葛耀君 《振动工程学报》 北大核心 2025年第2期302-309,共8页
以典型流线型闭口箱梁为研究对象,利用节段模型风洞试验,获取原始断面与优化断面(栏杆扶手抑流板断面和检修轨道导流板断面)涡振响应,并分析其典型风速下断面周围分布气动力矩贡献,结合简化涡和数值模拟方法,推演断面周围流场演变特征,... 以典型流线型闭口箱梁为研究对象,利用节段模型风洞试验,获取原始断面与优化断面(栏杆扶手抑流板断面和检修轨道导流板断面)涡振响应,并分析其典型风速下断面周围分布气动力矩贡献,结合简化涡和数值模拟方法,推演断面周围流场演变特征,揭示了流线型箱梁扭转涡振及气动措施抑振机理,为主梁扭转涡振及抑振机理分析提供了一种思路。研究表明:原始断面存在明显扭转涡振现象,其振幅达0.112°,增设检修轨道导流板后振幅降低35.7%,增设抑流板后涡振现象消失。原始断面和导流板断面涡振时,上表面分布气动力矩对涡激力矩贡献值远大于下表面,二者均由上表面大尺度前缘分离涡主导,分离涡漂移时长约为2.5个断面振动周期,对应2阶扭转简化涡模态。增设导流板后,断面上表面分布气动力矩对涡激力矩的贡献显著减小,旋涡漂移模式与断面振动之间的相位关系发生改变,断面周围旋涡作用强度减小,故涡振振幅降低。增设栏杆扶手抑流板后,上表面分布气动力矩对涡激力矩贡献值显著减小且其波浪式分布消失,上表面前缘大尺度分离涡的形成得到抑制,故断面涡振现象消失。 展开更多
关键词 桥梁工程 扭转涡振 简化涡方法 流线型闭口箱梁 抑流板 检修轨道导流板
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典型桥梁主梁涡振机理分析的简化涡方法 被引量：1
2
作者 胡传新 王相龙 +1 位作者 赵林 葛耀君 《中国公路学报》 北大核心 2025年第1期187-198,共12页
旋涡脱落和漂移是桥梁断面涡振发生时的共同流场特征,主梁表面压力时空分布与旋涡漂移密切关联。基于主梁表面时空压力场,系统分析了涡激气动力统计参数(相关系数、贡献值、量纲一功等)的空间分布特征,建立了简化涡基本理论,提出了典型... 旋涡脱落和漂移是桥梁断面涡振发生时的共同流场特征,主梁表面压力时空分布与旋涡漂移密切关联。基于主梁表面时空压力场,系统分析了涡激气动力统计参数(相关系数、贡献值、量纲一功等)的空间分布特征,建立了简化涡基本理论,提出了典型桥梁主梁涡振机理分析的简化涡方法。该方法可推演关键流场特征及其主导同步气动力时空演变模式,从而揭示涡振机理。以典型箱梁为例,结合气动力时频特征、数值流场与谱本征正交分解(Spectral Proper Orthogonal Decomposition, SPOD),验证了简化涡方法。研究结果表明:发生竖向(扭转)涡振时,相关系数、贡献值和量纲一功为脉动压力与涡激力(矩)之间相位差的类简谐函数。当相位差单调变化时,上述统计参数呈波浪式分布,且对应主导涡激气动力沿流向呈行波式演变,统称为气动行波模式。该模式与对应简化涡模式互为映射,共同构成简化涡模态。竖向涡振时,上表面旋涡前缘分离至尾缘处漂移距离约为k个波长,耗时k个断面振动周期,即由分离点诱发的k阶竖向简化涡模态主导;扭转涡振上表面旋涡前缘分离至尾缘处漂移距离约为(k+0.5)个波长,耗时(k+0.5)个断面振动周期,即由分离点诱发的k阶扭转简化涡模态主导;其中k为正整数。典型箱梁上表面气动力主导SPOD模态沿流向呈行波式演变,相关系数呈波浪式分布,且波涡模式互为映射,较好地验证了简化涡方法。所提系统建立了简化涡基本理论,构建了以与振动效应关联多尺度气动力时空演变特征为“一体”、以推演关键流场特征的简化涡模式和以精确模拟气动力时空演变特征的气动行波模式为“两翼”的简化涡方法体系,为桥梁主梁涡振物理机制分析、涡激力数理模型构建及涡振抑振措施比选提供新的理论依据。 展开更多
关键词 桥梁工程 简化涡方法 涡振 桥梁主梁 旋涡漂移 气动力行波
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中央开槽箱梁扭转涡振全过程简化涡绕流模式演变特性与锁定机制
3
作者 胡传新 陈帅匡 +2 位作者 赵林 刘圣源 葛耀君 《中国公路学报》 北大核心 2025年第5期112-123,共12页
中央开槽箱梁因其良好的颤振稳定性而在工程实践中得以广泛应用,但其涡振性能仍有待优化,且既有研究尚未深入揭示中央开槽箱梁涡振锁定机制。以典型中央开槽箱梁为研究对象,基于同步测压测振风洞试验,研究+3°攻角箱梁扭转涡振全过... 中央开槽箱梁因其良好的颤振稳定性而在工程实践中得以广泛应用,但其涡振性能仍有待优化,且既有研究尚未深入揭示中央开槽箱梁涡振锁定机制。以典型中央开槽箱梁为研究对象,基于同步测压测振风洞试验,研究+3°攻角箱梁扭转涡振全过程典型风速(起振点、上升区、振幅极值点、下降区和结束点)断面表面气动力时频特性,推演断面周围简化涡绕流模式,揭示中央开槽箱梁扭转涡振诱发机理以及涡振全过程气动力与振动效应同步演变机制。研究结果表明:中央开槽箱梁涡振过程中表面旋涡漂移特征存在明显的演化现象。旋涡漂移存在区域由起振时的下游箱梁下表面底板(气流在下游箱梁下表面与槽间转角处撞击形成的分离涡沿底板向下游漂移)和斜腹板(下游箱梁检修轨道形成的分离涡沿斜腹板表面向下游漂移),随风速增加拓展至上游箱梁下表面底板(上游箱梁检修轨道处的分离涡沿底板向下游漂移)和下游箱梁上表面(下游箱梁上表面前缘栏杆处形成的分离涡沿上表面向下游漂移)。旋涡由下游箱梁下表面底板前缘匀速漂移至斜腹板尾缘,诱导箱梁发生扭转涡振。下游箱梁上、下表面和上游箱梁下表面气动力做功与振幅存在明显的同步演变特性,且与表面旋涡强度密切相关。涡振锁定区间内,中央开槽箱梁上游箱梁下表面、下游箱梁上下表面气动力做功对涡振起主导作用,涡振振幅与上述区域表面气动力做功大小呈正比,亦与旋涡协同作用强度成正比。旋涡协同作用是影响涡振振幅大小的主要因素,而下游箱梁下表面斜腹板表面旋涡的诱导作用是涡振发生的必要因素,这2个因素共同主导涡振锁定,且箱梁下表面检修轨道的存在与断面涡振现象的发生具有较大的关联性。研究深入探讨了断面周围绕流场演变特性及旋涡协同作用演化机制,揭示了中央开槽箱梁扭转涡振诱发机理及锁定机制,为大跨度桥梁的气动稳定性研究提供参考。 展开更多
关键词 桥梁工程 扭转涡振 中央开槽箱梁 简化涡方法 分布气动力 演化特性
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基于改进SPSO算法优化LS-SVM的六极径向混合磁轴承转子位移自检测技术 被引量：10
4
作者 刘甜甜 朱熀秋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第13期4319-4328,共10页
为解决磁轴承中采用电涡流传感器或霍尔传感器检测转子位移引起的磁轴承体积大、成本高、可靠性降低等问题,提出一种基于改进的简化粒子群算法优化最小二乘支持向量机位移预测模型的磁轴承转子位移自检测技术。介绍六极径向混合磁轴承... 为解决磁轴承中采用电涡流传感器或霍尔传感器检测转子位移引起的磁轴承体积大、成本高、可靠性降低等问题,提出一种基于改进的简化粒子群算法优化最小二乘支持向量机位移预测模型的磁轴承转子位移自检测技术。介绍六极径向混合磁轴承的结构和工作原理,并推导其径向悬浮力的数学模型;基于支持向量机回归原理,建立六极径向混合磁轴承的控制线圈电流与转子位移之间的预测模型,并利用改进的简化粒子群算法优化了最小二乘支持向量机的性能参数,实现磁轴承的转子位移自检测。构建六极径向混合磁轴承系统转子位移自检测仿真模型,并进行起浮仿真实验,仿真试验结果证明了该方法的可行性。 展开更多
关键词 六极径向混合磁轴承 最小二乘支持向量机 改进简化粒子群优化算法 自检测 预测模型
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基于旋涡漂移假设的流线型闭口箱梁竖向涡振机理研究 被引量：5
5
作者 胡传新 赵林 +1 位作者 龚玲珑 葛耀君 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期1575-1583,共9页
旋涡脱落和漂移是桥梁涡振发生的关键流场特征,有必要从涡动力学的角度揭示涡振机理。以典型流线型闭口箱梁为例,从气动力做功能量角度,构建简化涡模型,并结合基于风洞试验的断面表面气动力时频特征和基于数值模拟方法的断面周围流场特... 旋涡脱落和漂移是桥梁涡振发生的关键流场特征,有必要从涡动力学的角度揭示涡振机理。以典型流线型闭口箱梁为例,从气动力做功能量角度,构建简化涡模型,并结合基于风洞试验的断面表面气动力时频特征和基于数值模拟方法的断面周围流场特性,揭示流线型闭口箱梁多阶涡振机理,验证上述模型。研究表明:分离涡斯托罗哈数表征旋涡气动力做功能量特征,其可表达为旋涡漂移速度与来流风速比值的正整数倍,即同一分离点可对应多个涡振锁定区。流线型箱梁断面存在3阶竖向涡振锁定区,其中,第2阶和第3阶涡振锁定区均由来流经过断面前缘附属设施时产生的大尺度旋涡,在分离点至断面尾缘之间发生周期性漂移诱导与维系。在第2和第3阶涡振锁定区内分离涡分别耗费约2个和1个振动周期完成从分离点至截面尾缘的漂移,即二者分别由该分离点诱发的2阶和1阶简化涡模式主导。该研究验证了简化涡方法推演桥梁断面周围旋涡演变特性的合理性。 展开更多
关键词 涡激振动 旋涡漂移 流线型箱梁 简化涡模型
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