液化天然氣貯存非穩(wěn)性的研究

液化天色氣在充注和儲存中的密度差會導(dǎo)致分層、混合乃至渦旋，將促進其大量蒸發(fā)。這種儲存的非穩(wěn)性關(guān)系到安全性和經(jīng)濟性。研究具有重要的應(yīng)用價值和理論意義。液化天然氣是多組分混合工質(zhì)，精確地獲得其熱特性參數(shù)是研究儲存非穩(wěn)性的基礎(chǔ)。在天然氣的密度、表面張力和氣液相平衡常數(shù)等方面取得研究成果。對液化天然氣儲存中的渦旋和非穩(wěn)性間的關(guān)系進行了理論探討，建立了新的液化天然氣渦旋預(yù)測模型，計算結(jié)果和實驗結(jié)果更加接近。對液化天然氣分層、渦旋進地了數(shù)值模擬，其結(jié)果與實驗相當(dāng)吻合，能反映分層演化的諸多關(guān)鍵現(xiàn)象。建立了模擬分層和渦旋的雙層液體系統(tǒng)試驗臺。研究水平已與國際同步。 2100433B

本項目針對大跨度橋梁非定常氣動力的基本特性展開研究。主要研究內(nèi)容涉及到橋梁的顫振穩(wěn)定性、非線性后顫振時程理論、氣動導(dǎo)納的本質(zhì)特性、懸索橋長吊桿的非線性風(fēng)致共振等多項內(nèi)容。主要研究成果包含以下幾方面：（1）鈍體橋梁的非定常氣動力不具備有可疊加性，體現(xiàn)在氣動自激力與抖振力不可疊加，以及各頻率湍流成份對抖振力的貢獻不可疊加。因此，傳統(tǒng)意義下的氣動導(dǎo)納函數(shù)，即不依賴于風(fēng)場特性的導(dǎo)納函數(shù)對于鈍體橋梁而言不存在。我們在橋梁風(fēng)工程中應(yīng)用氣動導(dǎo)納函數(shù)時，必須注意試驗中紊流場與實際情況的相似性；（2）提出了多階段階躍函數(shù)的橋梁后顫振分析理論，結(jié)束了采用單一顫振臨界風(fēng)速評價橋梁氣動穩(wěn)定性能的現(xiàn)狀。后顫振理論方法的提出，使得我們有能力對結(jié)構(gòu)顫振后極限環(huán)振幅隨風(fēng)速的演變進行計算，這一理論的提出，使得今后有途徑對橋梁抗風(fēng)穩(wěn)定的強健性進行評估與改善；（3）首次提出，并在試驗室里再現(xiàn)了橋梁主結(jié)構(gòu)隨機抖振引起長吊桿內(nèi)共振這一概念。這一概念的提出，成功地解釋了困惑國際風(fēng)工程領(lǐng)域長達十多年的長吊桿風(fēng)振現(xiàn)象。這類長吊桿的大幅風(fēng)振，多次在大帶東橋與我國西堠門大橋上出現(xiàn)。對這一現(xiàn)象本質(zhì)的認識，有助于有效減振措施的提出；（4）從理論解決了橋梁渦激共振節(jié)段模型與原型橋梁的振幅轉(zhuǎn)換關(guān)系，彌補了國內(nèi)、國際上各規(guī)范的不足； 2100433B

橋梁在空間脈動風(fēng)場中的力學(xué)行為問題涉及到結(jié)構(gòu)振動的自激力描述、脈動風(fēng)引起的氣動力描述兩大方面。通過與航空學(xué)中薄機翼理論的對比可知，多年來橋梁顫抖振理論及氣動導(dǎo)納理論均沿用了機翼理論中的非定常氣動力可疊加性。然而，非定常氣動力可疊加性是否適合于鈍體橋梁斷面決定了顫抖振模型以及該模型中內(nèi)嵌的氣動導(dǎo)納理論的合理性。本申請項目通過研究薄機翼非定常氣動力的形成機理以及假設(shè)前提，再結(jié)合機翼非定常氣動力理論中一些基本假定在橋梁風(fēng)工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，討論橋梁顫抖振理論以及氣動導(dǎo)納理論中多年來存在的問題、指出可能的解決途徑，在研究思路上富有突破性地脫離長期以來的理論誤區(qū)。在新研究思路的指導(dǎo)下，針對鈍體橋梁斷面展開一系列的試驗研究并根據(jù)斷面非定常氣動力可疊加的程度進行合理分類。區(qū)別對待近似滿足與不滿足非定常氣動力疊加原理的兩種類型，在此基礎(chǔ)上探討相應(yīng)的試驗識別方法、氣動導(dǎo)納識別方法以及橋梁隨機風(fēng)振的顫抖振模型。