简介:摘要:在湍流理论取得突破性进展之前风洞试验仍然是解决风工程问题的主要手段,而大气边界层的模拟则是其中至关重要的环节。目前的大气边界层风特性模拟技术主要分为被动方式模拟和主动方式模拟。被动模拟方式主要有格栅、尖劈和粗糙元,被动措施产生的流场统计特征难于满足日益增长的工程实际需要,主要表现为湍流积分尺度比较小,通常只能满足1:300~500比例边界层模拟要求,而且湍流度随着高度的增加衰减过快,此外他还不能模拟特异风效果。主动模拟方式主要有转动格栅、振动机翼、振动尖劈和阵列风扇等,主动模拟方式可以使得风洞中紊流度和积分尺度适当增加,一定程度上克服了被动模拟技术上的缺陷,但是振动栅格或多风扇往往仅对于顺风向紊流度和积分尺寸的模拟比较好,对于横顺两个方向或者是三个方向上的模拟则有失水准。关键词:边界层风特性风洞试验被动模拟主动模拟引言大气边界层风特性[1~11]涉及到平均风速剖面、紊流度、积分尺度和功率谱密度等,目前的边界层模拟主要分为被动模拟技术和主动模拟技术。被动模拟技术主要是在流场中布入格栅、尖劈和粗糙元,主动模拟技术则主要包括振动格栅、翼板或变频多风扇等。两者主要区别[10,11]在于被动模拟主要依靠障碍物的尾流来模拟而主动模拟则依靠主动机构向风洞中注入随机脉动能量,两种模拟方式的关键在于对紊流场的模拟上……
简介:建立随机风作用下高速列车动力学参数的可靠性优化设计方法.首先考虑自然风的脉动特性,采用Cooper理论和谐波叠加法模拟随车移动点的脉动风速,给出随机风作用下高速列车非定常气动载荷的计算方法.然后建立高速列车车辆系统动力学模型,计算高速列车的运行安全性,并基于可靠性理论,给出随机风作用下高速列车失效概率的计算方法.在此基础上,以高速列车动力学参数为优化设计变量,以失效概率和轮轴横向力为优化目标,采用多目标遗传算法NSGA—II进行动力学参数的自动寻优,建立随机风作用下高速列车动力学参数的可靠性优化设计模型.经可靠性优化计算,高速列车的失效概率由原始的0.4884降低为0.1406,轮轴横向力由原始的45.13kN降低为43.01kN.通过优化高速列车动力学参数可以显著改善随机风作用下高速列车的运行安全性.