分离式双箱梁绕流场与涡激振动雷诺数效应机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51508138
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0810.工程防灾
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The Reynolds number effect on the wind effects of bridge is a curial scientific issue in Bridge Wind Engineering. Due to the more complicated aerodynamic characteristics, the studies on the mechanism of Reynolds number effect of the long/super-long bridge with twin-box girder become more challenging. For the fundamental problem, the investigations in the project will be carried out through the wind tunnel test, CFD and theoretical analysis. The main structures of the project are as follows:. Firstly, the laws and mechanisms of Reynolds number effects on the flow characteristics around static twin-box girder and VIV will be investigated based on wind tunnel test and directly numerical simulation (DNS) in low and moderate Reynolds number range..Secondly, in the aspiration of flow pattern of flow pasting twin-box girder in low and moderate Reynolds number range, the methods of Large Eddy simulation (LES) on the flow around static twin-box girder and VIV at high Reynolds number will be studied. And the law and mechanism of Reynolds number sensitivity in the high Reynolds number range will also be investigated based on the LES results. Moreover, a uniform mathematical model, which describes the Reynolds number effects on the flow characteristics and VIV of twin-box girder in low, moderate and high Reynolds number range, will be proposed, and a wake oscillator model of VIV will be established based on the control volume method.. Finally, based on the mechanisms of Reynolds number effect on the flow characteristics and VIV of twin-box girder, the wind-tunnel testing approaches on simulating the characteristics of flow around static twin-box girder and VIV at high Reynolds number in ordinary atmospheric boundary layer wind tunnel through the local flow control around twin-box girder will be studied.. The contributions of the project can develop and enrich the theory of bridge aerodynamics. Therefore, the investigations of the project have important theoretical significance and practical value.
桥梁风效应的雷诺数效应是风工程领域极其重要的科学问题,而大跨度桥梁的分离式双箱梁具有更复杂的气动特性,对其雷诺数效应的研究更具挑战性。针对这一基础问题,本项目从风洞试验、CFD数值模拟及理论分析开展研究:首先,通过风洞试验和DNS数值模拟,研究低、中雷诺数下分离式双箱梁绕流场和涡激振动的雷诺数效应规律及其机理;其次,基于低、中雷诺数下分离式双箱梁绕流场模式启发,研究高雷诺数下分离式双箱梁绕流场和涡激振动的LES数值模拟方法及雷诺数效应与机理;建立低、中、高雷诺数下分离式双箱梁绕流场和涡激振动特性统一数学模型及尾流振子模型;最后,基于上述雷诺数效应机理,研究通过局部流态控制在常规大气边界层风洞内模拟分离式双箱梁绕流场和涡激振动高雷诺数效应的方法。本项目研究将发展和丰富大跨度桥梁空气动力学理论,具有重要的理论意义和实用价值。

结项摘要

桥梁风效应的雷诺数效应是风工程领域极其重要的科学问题,而大跨度桥梁的分离式双箱梁具有更复杂的气动特性,对其雷诺数效应的研究更具挑战性。本项目首先提出了一种全新的考虑非局地效应各向异性雷诺应力湍流模型建模方法,并提出了模型参数人工智能深度学习方法。实现了中、低、高雷诺数分离式双箱梁绕流动态亚格子大涡模拟。基于数值模拟结果,研究了分离式双箱梁绕流场流态模式、压力分布和气动力特性随雷诺数的变化规律,揭示了分离式双绕流场流动分离/失稳/转捩是存在雷诺数效应的物理机理。其次研究了低雷诺数下分离式双箱梁涡激振动特性,发现不同风速激发统一阶涡振动现象,揭示了分离式双箱梁涡激振动机理。最后提出了基于监测大数据的大跨度桥梁涡振聚类识别方法,建立了原型桥梁涡振机器学习预测模型,学习得到高雷诺数下足尺分离式双箱梁涡振物理机制和特征。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
Effects of attachments on aerodynamic characteristics and vortex-induced vibration of twin-box girder
附件对双箱梁气动特性及涡激振动的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jfluidstructs.2017.12.005
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    Journal of Fluids and Structures
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Shujin Laima;Hui Li;Wenli Chen;JInping Ou
  • 通讯作者:
    JInping Ou
Spatial correlation-based WRF observation-nudging approach in simulating regional wind field
基于空间相关性的 WRF 观测助推方法模拟区域风场
  • DOI:
    10.12989/was.2019.28.2.129
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Wind and Structures
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Ren Hehe;Laima Shujin;Chen Wen Li;Guo Anxin;Li Hui
  • 通讯作者:
    Li Hui
Numerical study on Reynolds number effects on the aerodynamic characteristics of a twin-box girder
雷诺数对双箱梁气动特性影响的数值研究
  • DOI:
    10.12989/was.2019.28.5.285
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Wind and Structures
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Shujin Laima;Buchen Wu;Chao Jiang;Hui Li;Wenli Chen
  • 通讯作者:
    Wenli Chen
Investigation on the vortex-and-wake-induced vibration of a separated-box bridge girder
分体箱桥梁涡流激振研究
  • DOI:
    10.1016/j.jfluidstructs.2017.01.015
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Journal of Fluids & Structures
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Wenyong Yuan;Shujin Laima;Wenli Chen;Hui Li;Hui Hu
  • 通讯作者:
    Hui Hu
Cluster analysis of wind and wind-induced vibrations on a long-span bridge based on long-term field monitoring data
基于长期现场监测数据的大跨桥梁风及风振聚类分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Engineering Structures
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Shanwu Li;Shujin laima;Hui Li
  • 通讯作者:
    Hui Li

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气动外形对大跨度桥梁箱梁涡振的影响机理和气动力建模研究
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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]
      
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