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申请/专利权人：中国建筑第五工程局有限公司

摘要：本发明公开了一种超钝体双线车桥气动绕流规律分析方法及系统，该方法基于跨座式单轨车体尺寸大于轨道梁的情况，判断窄高型梁体与车辆形成的大高跨比双线车桥组合是否会形成超钝体断面，并充分考虑四组车桥组合断面典型研究工况，以及多种不同双线轨道梁间距，充分考虑车辆、轨道梁、以及轨道梁间距对结构气动绕流规律的影响及作用，以设计制作缩尺风洞试验模型，开展风洞测力测压试验与CFD数值模拟，准确获得了车桥体系的三分力系数分布规律、旋涡脱落频率、涡激气动力时程以及半解析半经验的数学模型等流体参数，并通过幅值和相位的校验保证建模的有效性，从而揭示了双线车桥组合超钝体断面流场结构一般规律和气动效应机理。

主权项：1.一种超钝体双线车桥气动绕流规律分析方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：获取跨座式单轨的双线轨道梁中心间距B、车辆高度H1，车辆宽度D1、轨道梁高度H2和轨道梁宽度为D2，根据跨座式单轨车桥实际尺寸是否满足1.53＜BH2＜5.8、H2D2＞3.0和H1H2＞1.0的条件，判断双线车桥结构是否属于超钝体结构，若条件成立，则执行下一步骤，若条件不成立，则结束程序；步骤2：设计两车交汇时的双线车桥、迎风侧单线行车时的双线车桥、背风侧单线行车时双线车桥和无车时双线轨道梁的4种不同的双线车桥空间状态，以作为典型研究工况，并在每种典型研究工况下设置至少3种双线轨道梁中心间距B，即3组BH2的取值，BH2取值范围在1.53,5.8之间；步骤3：设计制作双线车桥的缩尺刚性测压和测力风洞试验模型，开展横风向均匀来流测压测力风洞试验，通过扫描阀实测车辆和目标桥跨在不同典型研究工况下面的表面风压pit，pit为风洞试验中压力扫描阀测得的测点i处的风压时程，通过测力天平实时测量车辆在横风向均匀来流风场中的气动力Fqt，Fqt为测力天平实测气动力时程，通过激光位移计测量车体的竖向振动位移响应yt，并根据采集到的表面风压时程数据计算得到表面风压系数Cpit；步骤4：根据模型表面风压情况和步骤3的表面风压系数Cpit，沿着模型每一个测压断面进行积分得到车桥三分力系数，其中，侧向力系数为CDt，升力系数为CLt，侧滚扭矩系数为CMt；步骤5：根据车桥三分力系数时程，计算车桥的三分力，其中，车桥阻力荷载为FD，车桥断面升力荷载为FL，车桥侧滚扭矩为MT，校核车桥三分力与测力天平实测气动力大小，将误差控制在0.05以内，根据计算结果绘制组合断面不同高跨比、双幅干扰状态下的三分力系数分布曲线图，综合风洞试验测试结果，提取目标桥跨横风向涡激气动力时程Fwt： 其中Fwt为实测车辆涡激力时程，Fqt为实测车辆气动力时程，为Fqt的均值，m为车体质量，为车体的竖向振动加速度，由竖向振动位移响应yt求导得到；步骤6：基于步骤2的四种典型研究工况和步骤4的车桥三分力系数，通过CFD对风洞试验进行数值模拟分析，将模型风洞试验工况在数值计算中重现，对比表面风压分布和气动力的测试结果，将误差控制在0.05以内，通过可视化后处理，考虑双线车桥的双幅干扰，分析风场形成涡量、涡迹、旋涡尺度等要素，提取提取模型涡振频率ω，建立车桥组合截面绕流的半解析半经验涡激力数学模型Fwo： 其中，Y1为涡激力的气动阻尼项，Y2为涡激力的气动刚度项，C为气动强迫力项，为车体的竖向振动速度，y为车体的竖向振动位移，对于参数Y1、Y2、C、θ，能在锁定区间内选取典型风速后，通过参数识别得到；步骤7：对比分析步骤5的目标桥跨横风向涡激气动力时程Fwt与步骤6的半解析半经验涡激力数学模型Fwo的幅值及相位，将两者的幅值误差控制在0.05以内，且相位吻合度控制在95％以上，以揭示双线车桥组合超钝体断面流场结构一般规律和气动效应机理。

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