静止型雷暴冲击风作用下列车气动导纳函数试验研究

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摘要为研究静止型雷暴冲击风作用下列车的气动导纳函数，利用雷暴冲击风试验装置模拟雷暴冲击风场，基于刚性模型测压试验，并考虑列车模型对周围风场的影响，测试并分析距雷暴冲击风中心不同径向距离的列车抖振力谱、脉动风速谱以及脉动风速相干函数特性。通过拟合脉动风速相干函数获得考虑顺风向和竖向脉动风速展向相关性的传递函数，识别出考虑脉动风速展向相关性的列车气动导纳函数，并与未考虑脉动风速展向相关性的气动导纳函数进行对比。研究结果表明，当径向距离较小时，如r/D_j=0.5时，列车抖振力谱的能量主要集中在极值频率附近的窄带范围内；随着径向距离的增大，列车抖振力谱极值频率附近的能量逐渐向低频部分转移，同时，脉动风速谱的低频部分能量分布逐渐变均匀，而高频部分逐渐符合“-5/3”定律。当列车模型放入风场后，不同测点位置处的顺风向和竖向脉动风速谱的幅值随径向距离而变化，但距列车模型中心2B处的顺风向和竖向脉动风速谱的变化趋势与空风场的较接近。不同径向距离时，脉动风速相干函数都存在峰值，列车的侧向力和升力气动导纳函数在低频部分均趋近于一个常数；当径向距离r/D_j=1时，侧向力和升力气动导纳函数的幅值最大，而其他径向距离的侧向力和升力气动导纳函数幅值均基本相同。考虑传递函数后，识别出来的气动导纳函数幅值显著增大，同时高频部分的气动导纳函数幅值随着频率的增加其变化趋势也不同。采用频响函数拟合列车的气动导纳函数时，气动导纳函数低频部分的幅值由系数k决定，同时径向距离越大，拟合参数a、b和k值均越大。

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	胡朋张非韩艳王宁宁严乃杰王赛龙

关键词 ：静止型雷暴冲击风, 高速列车, 气动导纳函数, 展向相关性, 试验研究

Key words： stationary thunderstorm downburst wind high-speed train aerodynamic admittance function spanwise correlation experimental study

引用本文:

胡朋张非韩艳王宁宁严乃杰王赛龙. 静止型雷暴冲击风作用下列车气动导纳函数试验研究[J]. 土木工程学报, 2024, 57(10): 33-46.
Hu Peng Zhang Fei Han Yan Wang Ningning Yan Naijie Wang Sailong. Experimental study on aerodynamic admittance functions of the train under the stationary thunderstorm downburst wind. 土木工程学报, 2024, 57(10): 33-46.

链接本文:

http://manu36.magtech.com.cn/Jwk_tmgcxb/CN/ 或 http://manu36.magtech.com.cn/Jwk_tmgcxb/CN/Y2024/V57/I10/33