文档名：矩形前缘剪切流对圆柱气动和绕流特性影响规律的研究
摘要：横风中高速列车-桥梁系统存在复杂气动干扰效应,主要表现为桥面分离流与列车绕流间的相互作用.该效应可能显著改变列车风荷载,并最终影响桥上行车稳定性.为揭示列车-桥梁系统气动干扰效应机理,采用错列布置的二维圆柱和矩形钝体结构为抽象模型,通过风洞实验系统研究两者相对位置对圆柱气动力的影响规律.圆柱直径D=60mm,矩形迎风面高度H=48mm,基于来流风速U∞和D的雷诺数Re=6×104～1×105.实验发现,圆柱距矩形前沿水平距离L与两者垂直方向的间隙G对圆柱气动力均有显著影响.当G/D较小时,圆柱上侧产生较大负压区;随G/D逐渐增大,圆柱下侧产生较大负压区;当G/D进一步增大到某一临界值时,圆柱风压基本呈对称分布,圆柱尾流中开始产生周期性旋涡脱落,且涡脱频率低于孤立圆柱.随着L/D的增大,该G/D临界值逐渐增大,圆柱涡脱频率逐渐下降,涡脱强度逐渐减弱.当圆柱和矩形处在特定的相对位置时,圆柱气动力出现明显的雷诺数效应,圆柱的瞬时风压会产生2种模态.当G/D=0.4时,圆柱绕流会产生双稳态现象,且随着L/D的增大双稳态现象逐渐减弱.该现象是由于矩形前缘分离流的加速冲击在圆柱上,促使局部绕流提前转捩,从而使圆柱在亚临界区产生临界区的气动特性.研究结果可为实际工程中桥上行车的安全性和稳定性分析提供参考.
作者：李文舒 王汉封 李欢 何旭辉 Author：LIWenshu WANGHanfeng LIHuan HEXuhui
作者单位：中南大学土木工程学院,湖南长沙410075中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心,湖南长沙410075
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2023, 20(10)
分类号：TU311
关键词：圆柱 矩形 异构钝体 雷诺数效应 双稳态
Keywords：circularcylinder rectangle isomericbluffbodysystem Reynoldsnumbereffect bistablephenomenon
机标分类号：O35V211.41TU972.4
在线出版日期：2023年11月22日
基金项目：国家自然科学基金，国家自然科学基金，国家自然科学基金，国家自然科学基金，湖南省自然科学基金资助项目矩形前缘剪切流对圆柱气动和绕流特性影响规律的研究[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2023, 20(10)李文舒 王汉封 李欢 何旭辉横风中高速列车-桥梁系统存在复杂气动干扰效应,主要表现为桥面分离流与列车绕流间的相互作用.该效应可能显著改变列车风荷载,并最终影响桥上行车稳定性.为揭示列车-桥梁系统气动干扰效应机理,采用错列布置的二维圆柱和...参考文献和引证文献
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