Physical Modeling and Parametric Study on Two-Degree-of-Freedom VIV of A Cylinder near Rigid Wall

Unlike most previous studies on the transverse vortex-induced vibration(VIV) of a cylinder mainly under the wallfree condition (Williamson & Govardhan,2004),this paper experimentally investigates the vortex-induced vibration of a cylinder with two degrees of freedom near a rigid wall exposed to steady flow.The amplitude and frequency responses of the cylinder are discussed.The lee wake flow patterns of the cylinder undergoing VIV were visualized by employing the hydrogen bubble technique.The effects of the gap-to-diameter ratio (e0/D) and the mass ratio on the vibration amplitude and frequency are analyzed.Comparisons of VIV response of the cylinder are made between one degree (only transverse) and two degrees of freedom (streamwise and transverse) and those between the present study and previous ones.The experimental observation indicates that there are two types of streamwise vibration,i.e.the first streamwise vibration (FSV) with small amplitude and the second streamwise vibration (SSV) which coexists with transverse vibration.The vortex shedding pattem for the FSV is approximately symmetric and that for the SSV is alternate.The first streamwise vibration tends to disappear with the decrease of e0/D.For the case of large gap-to-diameter ratios (e.g.e0/D = 0.54～1.58),the maximum amplitudes of the second streamwise vibration and transverse one increase with the increasing gapto-diameter ratio.But for the case of small gap-to-diameter ratios (e.g.e0/D = 0.16,0.23),the vibration amplitude of the cylinder increases slowly at the initial stage (i.e.at small reduced velocity V,),and across the maximum amplitude it decreases quickly at the last stage (i.e.at large Vr).Within the range ofthe examined small mass ratio (m＜4),both streamwise and transverse vibration amplitude of the cylinder decrease with the increase of mass ratio for the fixed value of V,.The vibration range (in terms of Vr ) tends to widen with the decrease of the mass ratio.In the second streamwise vibration region,the vibration frequency of the cylinder with a small mass ratio (e.g.mx = 1.44) undergoes a jump at a certain Vr,.The maximum amplitudes of the transverse vibration for two-degree-of-freedom case is larger than that for one-degree-of-freedom case,but the transverse vibration frequency of the cylinder with two degrees of freedom is lower than that with one degree of freedom (transverse).     

钱塘江南岸萧山围垦地区水资源与水环境问题初探

水资源的丰缺和水环境的优劣业已成为影响经济发展和人民生活的重要因素。在研究探讨了萧山围垦地区水资源与水环境基本现状、面临的主要问题及应当采取的相应措施后 ,提出要实行水资源的保护与开发利用并重的方针。着重阐述改造水源地 ,改善水质环境 ,提高供水能力 ,缓解该区缺水难题的具体方案及产生的社会经济效益 ,对地方政府或管理部门的规划、决策具参考价值     

排桩模型在"嵌岩"基坑工程中的应用

排桩支护方案应用于存在上覆软弱土层的"嵌岩"基坑中,通常面临"吊脚桩"问题,其设计计算在规范中无明确设计方法或计算模型。根据分步开挖工况不同,拟合工程实际,采取多种模型设计方法,最大限度地利用岩土体自身强度,分别以排桩模型、"吊脚桩"模型、复合土钉墙模型,等效荷载替代桩锚土体模型等多种计算方法综合确定设计参数。以清晰明了的数学模型确保设计结果的可靠性,使设计方案做到安全可靠、经济合理、方便可行。     

穿墙雷达中的多目标探测研究

分析了使用超宽带信号进行穿墙目标探测的基本原理。针对电磁波在不同介质中传播速率不同以及墙体折射造成的雷达回波信号时延出现误差的问题,提出了时延估计的搜索算法并以此建立了接收和处理目标回波的系统模型。通过估计房间内不同位置的时延信息来建立时延信号矩阵,并根据宽带信号相关处理技术,完成对墙体后多个目标的探测。仿真实验表明,该方法简单有效。     

斜向和多向不规则波对直立堤平均越浪量研究

通过三维波浪模型试验研究了斜向和多向不规则波对直立堤的越浪量。分别按平均越浪量和单波最大越浪量进行研究,探讨了平均越浪量随相对堤高、波浪方向、波浪方向分布宽度、波陡和相对水深等影响因素的变化规律,导得了斜向和多向不规则波作用于直立堤上的平均越浪量的计算公式。     

地震力作用下单排与双排桩支挡结构性状试验对比分析

桩板式挡土结构由抗滑桩发展而来,可用于一般地区、浸水地区和地震区的边坡工程支挡;对于地震区边坡,采用单排或双排支挡结构的形式及其支挡效果尚缺少深入研究.本文基于地震力作用下单排、双排桩板结构在不同加载等级时的桩身土压力、土体加速度、桩身位移等变化的振动台模型试验结果,对比采用单排、双排桩板结构边坡的支挡效果,得出静力状...     

框架-密肋复合墙结构新体系研究

结合密肋复合墙结构的研究成果和框架结构抗震性能的发展趋势,提出一类新型结构体系:框架-密肋复合墙结构体系.简要介绍了密肋复合墙结构受力特点,阐述了将密肋复合墙引入框架结构的重要意义,即增强大震下框架结构的抗震能力,扩展密肋复合墙结构在工业与民用建筑中的应用范围,以及丰富多高层框架结构整体加固方法等.根据外框架类型和密肋墙对抗侧刚度贡献机制的不同,对框架-密肋复合墙结构进行了分类,详细介绍了正在进行研究的几种结构形式,并指出现阶段框架-密肋复合墙结构的研究内容和方向.     

不规则框架-剪力墙结构的地震反应

本文用墙单元将剪力墙中断的框架-剪力墙结构离散,利用传递矩阵技术探讨此不规则框架-剪力墙结构的地震反应,四阶Runge-Kutta法用来求解用正则坐标写出的对应于第j个振型的运动方程.将得到的3个不同剪力墙高度的钢筋混凝土框架-剪力墙模型结构的固有频率、最大位移反应和基底剪力与振动台的试验结果进行对比,说明本数值方法是正确的、有效的.最后得出了并不是对所有的框架-剪力墙结构都需把其剪力墙延伸到整个结构高度的结论以及用墙单元和传递矩阵技术求解能有效地减少计算单元、取得同样精度的计算结果.     

考虑位移的柔性挡墙上土压力计算

针对地下连续墙等柔性挡土结构, 根据土体的渐进破坏机制,建立了非极限状态下改进的库仑土压力公式,并推导了填土内摩擦角及墙土接触面上外摩擦角的发挥与土体位移的非线性关系。将这一公式运用到改进的弹性抗力法中,得到了一种新的考虑位移的柔性挡墙上土压力计算方法。算例分析表明,模型板上土压力计算值和试验实测值吻合得较好。该计算方法可用于柔性挡墙的设计及验算。     

软土地层地下连续墙成槽护壁泥浆研究

含砂性土等软土地层地下连续墙成槽施工,基槽侧壁易扰动坍塌,影响地下连续墙施工质量。降低泥浆失水量、适当提高泥浆粘度和防塌是护壁成槽的关键。结合宁波轨道交通车站基坑地下连续墙成槽施工,采用部分水解聚丙烯酰胺(PHP)、聚丙烯腈钙(CPAN)和硝基腐植酸钾(NKHm)作为添加剂,根据正交试验测定泥浆性能优化配比。研究表明：PHP失水量小,泥皮薄;CPAN和NKHm对降失水量效果明显,粘度适中。将试验结果应用于工程实践,护壁效果好。