气动参数识别课件.ppt

《气动参数识别课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、同济大学土木工程防灾国家重点实验室、桥梁工程系桥梁抗风设计第六讲主讲教师：杨詠昕教授．副研究员气动参数识别2、定常三分力系数识别1、风洞试验简介同济大学土木工程防灾国家重点实验室3、准定常气动参数识别4、非定常气动参数识别5、气动导纳识别同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.风洞试验简介1.1基本原理风速及其风向分布模拟良态气候模式飓风气候模式(2)结构物风效应模拟刚性结构—无振动响应半刚性结构—仅有强迫振动柔性结构—气流与结构相互作用同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.2试验模型精确的结构物模型适当的比例、刚度、质量和外观(2)简化的周边环境

2、模型刚度很大、外形相似(3)粗略的上游地表模型用统一的或几种粗糙元模拟同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.3风洞试验分类高空或行人风环境(Pedestrianleveltest)风环境建筑物周边风环境(Topographicalmodeltest)环境空气动力学试验(Environmentaerodynamics)天平测力试验(Forcebalancetest)建筑结构表面测压试验(Claddingloadtest)气弹模型试验(Aeroelasticmodeltest)节段模型试验(Sectionalmodeltest)桥梁结构拉条模型试验(

3、Tautstripmodeltest)气弹模型试验(Aeroelasticmodeltest)同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.4主要试验设备皮托管测压—平均风速图1.皮托管测压同济大学土木工程防灾国家重点实验室1.4主要试验设备(续)(2)热线风速仪—脉动风速图2.热线风速仪热线（膜）在气流流过时由于散热量增加而降温从而导致电阻变化同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.定常三分力系数识别2.1测力天平FL—升力(Liftforce)FD—阻力(Dragforce)FS—侧向力(Sideforce)MP—竖向弯矩(Pitchingmoment

4、)MR—扭矩(Rollingmoment)MY—侧向弯矩(Yawingmoment)图3.测力天平要求：高灵敏度大刚度稳定性非耦合同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.2测力模型(1)轻质—惯性力小、频率高(2)刚性—无变形、频率高(3)外型—按比例缩尺、相似2.3三分力系数（定常气动力系数3个）通常是在均匀流场中进行的—升力系数—阻力系数—升力矩系数同济大学土木工程防灾国家重点实验室2.4系数识别模型姿态风攻角：-12°+12°风偏角：模拟比较困难试验风速气动力数值与天平测量精度例如：天平量程10kg，精度+1%气动力≥100g数据采样—样本

5、均值同济大学土木工程防灾国家重点实验室3.准定常气动参数识别3.1准定常假定任意时刻的气动力仅仅与结构当前时刻的姿态有关，而与以前时刻的姿态无关动压：参数：有效攻角：n—表示气动升力作用位置，机翼n=0.75同济大学土木工程防灾国家重点实验室3.2准定常气动力运动相关力(自激力)准定常参数（6个）注意：△α的单位为弧度(arc)—升力系数关于攻角的导数—阻力系数关于攻角的导数—升力矩系数关于攻角的导数同济大学土木工程防灾国家重点实验室3.3Strouhal数定义涡振参数尾流卓越频率模型不同风速下实测尾流卓越频率fpf—振动频率；d—直径或宽度；U

6、—风速同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.非定常气动参数识别4.1模型要求(1)刚性—无挠曲变形(2)振动—质量、刚度、频率(3)外形—按比例缩尺4.2识别方法(1)自由振动测振法(2)强迫振动测振法(3)自由振动测压法(4)强迫振动测压法同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.3自由振动试验系统同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.4识别原理振动方程：基本假定：竖向运动时第一阶模态为主，第二阶模态可忽略扭转运动时第二阶模态为主，第一阶模态可忽略同济大学土木工程防灾国家重点实验室4.4识别原理(续)识别方程：识别公式：同济大学土木工程防灾国家重点

7、实验室4.4识别原理(续)阻尼参数：刚度参数：方法改进主要体现在提高精度和稳定性上同济大学土木工程防灾国家重点实验室5.气动导纳识别5.1气动导纳定义抖振力时域表达式：抖振力频域表达式：气动导纳：χLu,χLw,χDu,χDw,χMu,χMw同济大学土木工程防灾国家重点实验室5.2简化识别方法假定：公式：下周同一时间再见!同济大学土木工程防灾国家重点实验室