圆截面高柔结构不稳定涡振机理及响应评估研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51708186
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0810.工程防灾
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

High flexible structures with circular section are frequently damaged by violent vortex-induced vibration (VIV) or resonance. Existing studies on the mechanism of unstable VIV, the level of VIV response, as well as equivalent load evaluation method are still insufficient and not thorough. The proposed project will employ three kinds of wind tunnel test, i.e., pressure measuring test by rigidity model, MDOF aero-elastic model test, and continuous housing aero-elastic model test. The rigidity model test will be used to simulate Reynolds number effect. The simulation method will then be applied to aero-elastic model test. The VIV displacement and wind pressure of aero-elastic model test will be measured simultaneously. The aerodynamic stiffness will be determined through the wind pressure of VIV and the system vibration frequency respectively. On the basis of vortex-induced vibration characteristic of VIV response and the relationship between wind pressures and displacement response, the reason for unstable vortex-induced vibration will be revealed. Subsequently, the mechanism of vortex-induced resonance excitation and the unstable mechanism of high flexible chimney will be investigated. Finally a semi-theoretical evaluation model of resonance response considering the aerodynamics stiffness and the instability of vortex-induced vibration will be established. And the method for calculating equivalent wind load of vortex-induced vibration will be proposed based on the model. This study will provide reference for the wind design of similar structures, such as chemical tower, TV tower with circular section, and solar energy chimney.
圆截面高柔结构因大幅涡振而发生破坏的案例屡见不鲜。既有研究对此类结构的涡振不稳定机制和负气动刚度的认识存在不足,可能使设计风荷载偏于危险。本申请项目以典型圆截面高柔结构(烟囱)为对象,进行刚性测压模型、多自由度气弹模型和连续壳体气弹模型相结合的风洞试验。通过刚性模型试验实现雷诺数效应模拟,将模拟方法应用于气弹模型。对气弹模型涡振位移和风压进行同步测量,通过涡振过程中涡脱频率和体系振动频率的关系来对比分析气动刚度的变化规律。结合非线性随机振动理论,基于气弹模型涡振响应特点及风压与位移响应互制关系的分析,揭示涡振不稳定性的根本原因。进而研究高柔烟囱在湍流场中涡激共振的激发机制和不稳定机制,及发生共振后的响应水平。最终提出兼顾气动刚度和涡振不稳定性的共振响应评估模型,在此基础上建立涡振等效风荷载计算方法。该研究可为此类结构(普通排气烟囱、天阳能烟囱、电视塔、化工塔)的抗风设计提供参考。

结项摘要

圆截面高柔结构的涡振不稳定机制和负气动刚度是影响涡激振动结果的重要因素。项目通过调查分析、风洞试验和理论研究的到了一些有价值的成果。主要包括:分析了几乎所有见诸报道高烟囱破坏实例,得到了宏观的规律性结论,可为相关设计、施工和研究人员提供参考。研发了一种采用“开模、灌胶、再拆模”方式制作连续壳体气弹模型的方法,可以较好地模拟圆截面高柔结构的涡激振动情况,并将该方法成功应用到实际工程的抗风设计中,可为此类实际工程气弹模型风洞试验提供指导。分析了圆截面高柔结构的既有实测数据和风洞试验模拟结果,证实了升力系数、斯托罗哈数等参数是决定圆截面细柔结构涡振水平的关键参数,指出了不模拟这些关键参数的雷诺数效应将对圆截面高柔结构涡激振动风洞试验造成的重大影响,为后续研究指明了方向。进行了大量刚性模型测压试验,研究了粗糙条对圆截面模型雷诺数效应的影响。基于高层建筑气弹模型试验结果,分析了漩涡脱落与结构频率关系、振动功率谱带宽、涡振响应峰因子和竖向风压相关性等因素与共振不稳定的关联性,提出了涡激共振判别标准及共振发生的概率模型。上述研究成果为圆截面高柔结构的涡激共振评估研究提供了很好的铺垫。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
超高层建筑涡激振动不稳定现象分析
  • DOI:
    10.13465/j.cnki.jvs.2018.12.009
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王磊;蔺新艳;梁枢果;闫安志;邹良浩
  • 通讯作者:
    邹良浩
Failure cases of high chimneys: A review
高烟囱失效案例:回顾
  • DOI:
    10.1016/j.engfailanal.2019.07.032
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Engineering Failure Analysis
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wang Lei;Fan Xing-yan
  • 通讯作者:
    Fan Xing-yan
Wind-induced responses of a tall chimney by aeroelastic wind tunnel test using a continuous model
使用连续模型进行气动弹性风洞试验的高烟囱风致响应
  • DOI:
    10.1016/j.engstruct.2018.09.015
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Engineering Structures
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Shuguo Liang;Wei Yang;Jie Song;Lei Wang;Gang Hu
  • 通讯作者:
    Gang Hu
正六边形超高层建筑横风向气弹效应研究
  • DOI:
    10.15951/j.tmgcxb.2018.11.008
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    土木工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王磊;张渊召;张振华;梁枢果;邹良浩
  • 通讯作者:
    邹良浩
超高层建筑多种风洞试验方式对比研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    实验力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王磊;王泽康;张振华;闫安志
  • 通讯作者:
    闫安志

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

YBCO带材有限元细化模型电磁应力研究
  • DOI:
    10.16711/j.1001-7100.2019.07.001
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    低温与超导
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    营娟;王晖;王磊;王秋良;王耀辉;牛超群
  • 通讯作者:
    牛超群
油菜勺式精量穴播排种器设计与试验
  • DOI:
    10.6041/j.issn.1000-1298.2020.06.005
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    农业机械学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张青松;余琦;王磊;廖宜涛;王迪;廖庆喜
  • 通讯作者:
    廖庆喜
留膜留茬免耕栽培对旱地春玉米耗水特性、产量及品质的影响
  • DOI:
    10.13304/j.nykjdb.2018.0128
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国农业科技导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张建军;马明生;樊廷录;赵刚;党翼;王磊;李尚中
  • 通讯作者:
    李尚中
气送式油菜播种机集排器供种装置设计与试验
  • DOI:
    10.6041/j.issn.1000-1298.2021.02.007
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    农业机械学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王磊;廖宜涛;廖庆喜;齐天翔;张青松;王宝山
  • 通讯作者:
    王宝山
钩锥化学成分研究(Ⅰ)
  • DOI:
    10.13863/j.issn1001-4454.2019.08.015
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中药材
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王亚凤;何瑞杰;颜小捷;王磊;李典鹏;黄永林
  • 通讯作者:
    黄永林

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

王磊的其他基金

球面多尺度栅格Voronoi图生成及可靠性评价研究
  • 批准号:
    41801318
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    24.9 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码