《受特異氣流作用的橋樑空氣動力特性機理研究》是依託同濟大學，由曹曙陽擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：受特異氣流作用的橋樑空氣動力特性機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曹曙陽
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著我國橋樑抗風研究水平的不斷上升，我國已跨入了從大跨度橋樑建設大國向防災減災科技強國邁進的歷史性階段，研究各種特異氣流對橋樑抗風性能的影響變得勢在必行。本研究課題緊扣易導致風致災變的特異氣流的幾個風速特點, 比如強速度剪下，特殊風速剖面，急加速性和強旋轉性等，利用特殊設計的主動控制式風洞並改造自行開發的高精度數值仿真模型，即採用風洞模型試驗和數值仿真解析相結合的手段，系統地研究這些風速特點單個或混合情況下的對橋樑抗風性能的影響。主要研究內容包括:(1)強剪下氣流導致的橋樑斷面空氣動力特性的變化；(2)特殊風速剖面情況下的風荷載評價方法；(3)迴旋流中的橋樑斷面空氣特性；(4)特殊風速剖面與急加速氣流同時作用下的橋樑主塔空氣動力特性等。通過這些研究明確由特異氣流的各風速特點引起的橋樑風荷載特性的變化以及災害氣候模式下橋樑風振破壞機理，為提出氣動對策措施等提出科學依據。
結題摘要
隨著我國橋樑抗風研究水平的不斷上升，我國已跨入了從大跨度橋樑建設大國向防災減災科技強國邁進的歷史性階段，研究各種特異氣流對橋樑抗風性能的影響變得勢在必行。本研究課題緊扣易導致風致災變的特異氣流的幾個風速特點，比如強風速切變、特殊風速剖面、急加速性和強旋轉性等，利用特殊設計的主動控制式風洞，並採用風洞模型試驗和數值仿真解析相結合的手段，系統地研究了這些風速特點對橋樑斷面模型抗風性能的影響。項目基本上按照原定研究計畫進行並完成了預定的科研內容，並達到了預定的研究目的。在課題執行期間系統地研究了以下主要內容：(1)強切變流氣流對基礎鈍體斷面（圓柱、方柱和扁長柱）空氣動力特性的影響；(2)特殊風速剖面情況下的鈍體基礎鈍體斷面的風壓和風荷載特性；(3)特殊風速剖面與急加速氣流同時作用下的橋樑主塔模型空氣動力特性等。通過這些研究明示了由特異氣流的各風速特點引起的橋樑斷面風荷載特性的某些變化特點，為今後提出氣動對策措施等提出了科學依據。同時，在項目執行期間，研製了國內第一台移動式龍捲風氣流模擬器，可以模擬龍捲風風速隨時間和空間變化的特性，以便研究包括氣流旋轉性在內的各個風速特性共同作用時的綜合風致效應。在研究切變流對鈍體空氣動力特性的影響時，定量地考察了切變流中的駐點和剝離點的位置隨切變強度和雷諾數的變化規律以及它們在決定空氣動力特性中的作用, 並在此基礎上闡明了切變流中鈍體空氣動力特性的機理，提出了套用於工程服務的空氣動力係數的預測方法。成功地報導了切變流中的鈍體放出渦的模態變化，而於2011 年獲得日本風工程學會獎（論文獎）。 在執行課題的3年期間在本行業最高水準的國際學術雜誌上發表了標註本課題的SCI論文2篇，另有一篇SCI論文已錄用待發表，一篇文章正在接受審稿。參加國際會議並發表學術論文6次以上。在相關課題的國際會議上應邀做大會報告1次，在國內學術會議上應邀做大會報告2次。培養在學博士生3名和碩士生3名，培養2名碩士畢業生。擔任在荷蘭召開的第13屆國際風工程會議、在美國召開的第7屆國際計算風工程會議和在上海召開的第7屆國際鈍體空氣動力學和套用會議的國際學術委員會委員。
