风洞天平的研究成果
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解决时间 2021-02-26 04:19
- 提问者网友：贪了杯
- 2021-02-25 20:50
我的学位论文是关于风洞天平的，而关于风洞天平的资料很少。请大家告诉我风洞天平在国内外的研究成果，论文的绪论中要用的。谢谢。
最佳答案
- 五星知识达人网友：十鸦
- 2021-02-25 22:22
八十年代以来，高频天平被大量用在风洞试验中对高层建筑模型的气动力进行测量，这大大简化了测量程序和设备。由于振型为直线形状的结构的广义气动力与基底弯距存在简单的线性关系，因此，只要把简单的刚性模型安装在高频动态天平上就可以轻松测得其广义气动力的时间序列。
Kanda J. et al（1992）、Marukawa H. et al (1992)、Kareem A.(1992)、Katagiri J. et al(1992)等用高频天平给出了横风向气动力谱。
Kanda J. et al (1992)研究了不同截面形状的三维柱体气动力分量的特征。在风洞模拟的BL1、BL2、BL3三种大气边界层风场中对方形、矩形、三角形及菱形截面柱体的气动力分量进行了测量，给出了力系数、功率谱及相关函数结果，与截面形状相关的代表性特征得以总结，给出了计算得到的响应，以考察扭转分量及各分量间的相关性。
Marukawa H. et al (1992)研究了柱状高层建筑横风向及扭转向气动力。他的试验模型外形为
表1.3.1 高层建筑横风向广义气动力谱文献综述表
文献 试验方法 风场 频率
D/B 外形 (%)
表达形式 注
Saunders J.W. et al, 1975 弹性模型振动测量 市区风场
郊区风场 0.04~0.6 3,6,9 1.5~2 矩形 ---- 双对数曲线 含气动阻尼。
Kwok K.C.S. et al, 1979 弹性模型振动测量 郊区风场 0.01~0.3 9 1 圆形
方形 0.25~6 双对数曲线 含气动阻尼。研究折减风速的作用。
Kwok K.C.S., 1982 弹性模型振动测量 市区风场
郊区风场 0.003
~0.04 3,6,
9,18 1 方形
圆形 1~5 双对数曲线 含气动阻尼。给出振型修正及响应公式。
Kareem A., 1982b 刚性模型表面压力测量 BL1, BL3 0.002
~0.6 4 1 方形 ---- 双对数曲线 ----
Kareem A., 1982a 刚性模型表面压力测量 BL1,
BL3 0.002
~0.6 4 1 方形 ---- 双对数曲线 给出响应公式
Melbourne W.H. et al, 1988 弹性模型振动测量 郊区风场 0.08
~0.67 4~8 1 各种经角沿修正的建筑 1 单对数曲线 含有气动阻尼力。给出了响应公式
Islam M.S. et al, 1990 刚性模型表面压力测量 市区风场 0.002
~1.0 8.3 1 方形 ---- 双对数曲线 给出顺、横、扭向的力谱、基底弯矩系数、弯扭互谱.
Islam M.S. et al, 1990 刚性模型表面压力测量 市区风场 0.002
~1.0 8.3 1 方形 ---- 双对数曲线 给出顺、横、扭向的力谱图、基底弯矩系数、响应公式。
Islam M.S. et al, 1992 刚性模型表面压力测量 市区风场 0.002
~1.0 8.3 1 方形 ---- 双对数曲线 同时给出了顺、横、扭向力谱图、基底弯矩系数、力谱合公式
Kanda J. et al, 1992 刚性模型基底弯矩测量 BL1,BL2,BL3 0.05
~1.0 4 1,2 方形,矩形,三角,菱形 ---- 双对数曲线 给出顺、横、扭向力谱图及响应组合公式
Cheng C.M. et al, 1992 刚性模型表面压力测量
0.0002
~1.0
1 (二维)方形 ---- 双对数曲线 研究紊流强度和紊流尺度对力谱的影响
Marukawa H. et al, 1992 刚性模型基底弯矩测量 BL1, BL2 0.001
~0.5 4~8 .2~5 矩形 ----- 双对数曲线及拟合公式 拟合公式被日本规范所采用。给出了加速度响应规律。
Kareem A., 1992 刚性模型表面压力测量 开阔乡村 --- 6 1 方形 ---- 双对数曲线 研究横、扭向力谱及加速度响应限值。
Katagiri J. et al, 1992 刚性模型弯矩压力测量 市区风场 0.003
~1.5 一结构复杂的不对称的高层建筑 --- 双对数曲线 有三维偶合问题。
Kobori T. et al, 1992 刚性模型基底弯矩测量 市区风场 0.003
~1.5 一结构复杂的不对称的高层建筑 --- 双对数曲线 文章研究三维偶合模态振型修正问题。
Katagiri J. et al, 1995 刚性模型基底弯矩测量 =1/4,
=7%,
=45cm
0.001
~1.0 5 2 矩形 --- 双对数曲线 文章对单、多自由度气弹模型试验与高频天平试验进行比较。
Yeh H. et al, 1997 刚性模型压力或变形测量 =1/4,
1/6 0.01
~1.0 B:D:H=1:1:5，1:2:5，2:1:5 矩形 ---- 双对数曲线 对顺、横风向力谱中大于斯脱罗哈频率的谱线进行了拟合。
Nishimura H. et al, 1999 刚性模型表面压力测量 I=0.1%,
U=10m/s,
Re=6.1*104 0.01~1.0
1 (二维)圆形 --- 双对数曲线 给出了不同攻角下的气动力谱图
矩形， ， ，试验风场为BL1和BL2两类。他给出了脉动风力系数随 及 变化的图线（双对数曲线）及不同 的模型的气动力谱图，并给出了如下横风向倾覆弯距功率谱的拟合公式：
(1.3.18)
其中，i=1、2分别与低频区谱峰和高频区谱峰相关，当只有一个峰时，只用第一项；K为贡献比； 为修正系数； 为峰频； 为与带宽相关的常数。文章还给出了 和 随 及 变化的图线。最后，文章给出了如下的响应预测简约公式（限于强迫振动（抖振），不考虑气动正阻尼作用、锁定激励及弛振颤振等失稳现象）：
(1.3.19)
文章给出了不同风场下、不同高宽比的模型的平移和扭转响应的常数C和n的试验值。
Kareem A.(1992)对在两种风场下，有不同外观比率和较宽范围的一般形状的建筑的横、顺、扭方向气动分量及其相关性进行了研究。
Katagiri J. et al(1992)用谱分析方法解决天平试验中非标准模态的修正问题。他通过修改运动方程的质量矩阵和刚度矩阵的非对角元素来实现质心和刚心的偏离，利用振型分解方法和频谱分析方法及随机振动理论来求解运动方程。
高层建筑横风向气动力谱的主要研究成果如表1.3.1所示。风工程专家们通过气弹模型测振风洞试验、刚性模型表面风压测量风洞试验及刚性模型基底弯距测量风洞试验，以不同形式给出了不同风场，不同模型外形等各种条件下的高层建筑横风向气动力谱，Marukawa H. et al (1992)等还给出了响应的拟合公式。
Kanda J. et al（1992）、Marukawa H. et al (1992)、Kareem A.(1992)、Katagiri J. et al(1992)等用高频天平给出了横风向气动力谱。
Kanda J. et al (1992)研究了不同截面形状的三维柱体气动力分量的特征。在风洞模拟的BL1、BL2、BL3三种大气边界层风场中对方形、矩形、三角形及菱形截面柱体的气动力分量进行了测量，给出了力系数、功率谱及相关函数结果，与截面形状相关的代表性特征得以总结，给出了计算得到的响应，以考察扭转分量及各分量间的相关性。
Marukawa H. et al (1992)研究了柱状高层建筑横风向及扭转向气动力。他的试验模型外形为
表1.3.1 高层建筑横风向广义气动力谱文献综述表
文献 试验方法 风场 频率
D/B 外形 (%)
表达形式 注
Saunders J.W. et al, 1975 弹性模型振动测量 市区风场
郊区风场 0.04~0.6 3,6,9 1.5~2 矩形 ---- 双对数曲线 含气动阻尼。
Kwok K.C.S. et al, 1979 弹性模型振动测量 郊区风场 0.01~0.3 9 1 圆形
方形 0.25~6 双对数曲线 含气动阻尼。研究折减风速的作用。
Kwok K.C.S., 1982 弹性模型振动测量 市区风场
郊区风场 0.003
~0.04 3,6,
9,18 1 方形
圆形 1~5 双对数曲线 含气动阻尼。给出振型修正及响应公式。
Kareem A., 1982b 刚性模型表面压力测量 BL1, BL3 0.002
~0.6 4 1 方形 ---- 双对数曲线 ----
Kareem A., 1982a 刚性模型表面压力测量 BL1,
BL3 0.002
~0.6 4 1 方形 ---- 双对数曲线 给出响应公式
Melbourne W.H. et al, 1988 弹性模型振动测量 郊区风场 0.08
~0.67 4~8 1 各种经角沿修正的建筑 1 单对数曲线 含有气动阻尼力。给出了响应公式
Islam M.S. et al, 1990 刚性模型表面压力测量 市区风场 0.002
~1.0 8.3 1 方形 ---- 双对数曲线 给出顺、横、扭向的力谱、基底弯矩系数、弯扭互谱.
Islam M.S. et al, 1990 刚性模型表面压力测量 市区风场 0.002
~1.0 8.3 1 方形 ---- 双对数曲线 给出顺、横、扭向的力谱图、基底弯矩系数、响应公式。
Islam M.S. et al, 1992 刚性模型表面压力测量 市区风场 0.002
~1.0 8.3 1 方形 ---- 双对数曲线 同时给出了顺、横、扭向力谱图、基底弯矩系数、力谱合公式
Kanda J. et al, 1992 刚性模型基底弯矩测量 BL1,BL2,BL3 0.05
~1.0 4 1,2 方形,矩形,三角,菱形 ---- 双对数曲线 给出顺、横、扭向力谱图及响应组合公式
Cheng C.M. et al, 1992 刚性模型表面压力测量
0.0002
~1.0
1 (二维)方形 ---- 双对数曲线 研究紊流强度和紊流尺度对力谱的影响
Marukawa H. et al, 1992 刚性模型基底弯矩测量 BL1, BL2 0.001
~0.5 4~8 .2~5 矩形 ----- 双对数曲线及拟合公式 拟合公式被日本规范所采用。给出了加速度响应规律。
Kareem A., 1992 刚性模型表面压力测量 开阔乡村 --- 6 1 方形 ---- 双对数曲线 研究横、扭向力谱及加速度响应限值。
Katagiri J. et al, 1992 刚性模型弯矩压力测量 市区风场 0.003
~1.5 一结构复杂的不对称的高层建筑 --- 双对数曲线 有三维偶合问题。
Kobori T. et al, 1992 刚性模型基底弯矩测量 市区风场 0.003
~1.5 一结构复杂的不对称的高层建筑 --- 双对数曲线 文章研究三维偶合模态振型修正问题。
Katagiri J. et al, 1995 刚性模型基底弯矩测量 =1/4,
=7%,
=45cm
0.001
~1.0 5 2 矩形 --- 双对数曲线 文章对单、多自由度气弹模型试验与高频天平试验进行比较。
Yeh H. et al, 1997 刚性模型压力或变形测量 =1/4,
1/6 0.01
~1.0 B:D:H=1:1:5，1:2:5，2:1:5 矩形 ---- 双对数曲线 对顺、横风向力谱中大于斯脱罗哈频率的谱线进行了拟合。
Nishimura H. et al, 1999 刚性模型表面压力测量 I=0.1%,
U=10m/s,
Re=6.1*104 0.01~1.0
1 (二维)圆形 --- 双对数曲线 给出了不同攻角下的气动力谱图
矩形， ， ，试验风场为BL1和BL2两类。他给出了脉动风力系数随 及 变化的图线（双对数曲线）及不同 的模型的气动力谱图，并给出了如下横风向倾覆弯距功率谱的拟合公式：
(1.3.18)
其中，i=1、2分别与低频区谱峰和高频区谱峰相关，当只有一个峰时，只用第一项；K为贡献比； 为修正系数； 为峰频； 为与带宽相关的常数。文章还给出了 和 随 及 变化的图线。最后，文章给出了如下的响应预测简约公式（限于强迫振动（抖振），不考虑气动正阻尼作用、锁定激励及弛振颤振等失稳现象）：
(1.3.19)
文章给出了不同风场下、不同高宽比的模型的平移和扭转响应的常数C和n的试验值。
Kareem A.(1992)对在两种风场下，有不同外观比率和较宽范围的一般形状的建筑的横、顺、扭方向气动分量及其相关性进行了研究。
Katagiri J. et al(1992)用谱分析方法解决天平试验中非标准模态的修正问题。他通过修改运动方程的质量矩阵和刚度矩阵的非对角元素来实现质心和刚心的偏离，利用振型分解方法和频谱分析方法及随机振动理论来求解运动方程。
高层建筑横风向气动力谱的主要研究成果如表1.3.1所示。风工程专家们通过气弹模型测振风洞试验、刚性模型表面风压测量风洞试验及刚性模型基底弯距测量风洞试验，以不同形式给出了不同风场，不同模型外形等各种条件下的高层建筑横风向气动力谱，Marukawa H. et al (1992)等还给出了响应的拟合公式。
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- 1楼网友：十鸦
- 2021-02-25 22:37
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