高速远程滑坡飞行空气动力学的风洞试验研究

摘要

高速远程滑坡机理及其滑坡动力学的研究，无论是在基础研究还是应用基础研究方面均属国内外滑坡研究的热点问题，国内外研究成果为开展本课题研究创造了必要的研究基础，提供了深入研究的出发点。20世纪80年代以后特别是近年来，随着人类探索地外行星技术的发展，以及海洋探测技术的进步，应用比较滑坡学的方法，开拓滑坡的研究领域和视野，从另外一个侧面研究滑坡的远程机理，正在成为一种新的发展趋势。尽管大部分研究成果大都能合理解释某些特定条件下发生的高速滑坡的形成机理或滑坡远程运动形式，但由于滑坡体形态的不规则性及复杂性，使得空气升力、阻力及力矩的计算变得十分困难，因此，模型试验成为了解滑坡岩体凌空飞行过程空气动力学效应的有效途径。 本文通过风洞模型试验，按照相似理论的要求设计、制作与滑坡原型几何相似的模型，在风洞中测量作用在滑坡机翼模型上的空气动力和力矩，或观察气流流经模型的流动状态，从而计算不同形状、不同飞行状态及不同离地高度下滑体飞行过程中所受的空气升力、阻力及力距等空气动力学效应。 本课题将采用流体力学有限元法对高速远程滑坡近程凌空飞行阶段进行数值模拟，将风洞模型试验和数值模拟结果进行对比，相互验证，从而得出准确的滑坡体动力学效应。

目录

文摘

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声明

第1章绪 论

1.1选题依据及研究意义

1.2国内外研究现状分析

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

第2章高速远程滑坡的空气动力学效应研究

2.1引言

2.2滑坡高速飞行时空气动力和力矩的产生

2.2.1升力的产生

2.2.2阻力的产生

2.2.3空气动力矩

第3章高速远程滑坡的风洞试验方案设计

3.1试验目的及内容

3.2试验相似参数

3.3试验模型参数

3.3.1翼型及其几何参数

3.3.2模型的外形与结构

3.4风洞参数

3.5试验模型设计

3.5.1模型尺寸的确定

3.5.2模型的材料与加工要求

3.5.3模型放样尺寸

3.5.4模型阻塞度验算

3.6模型支撑方式

3.6.1支撑方式的选择

3.6.2支杆的设计计算

3.7试验测试内容与要求

3.8试验测试方法

3.8.1变角度不变风速

3.8.2变风速不变角度

3.9试验修正

3.9.1平均气流偏角修正

3.9.2支架干扰修正

3.9.3洞壁干扰修正

3.9.4雷诺数效应修正

第4章 高速远程滑坡的风洞试验及结果分析

4.1引言

4.2模型及试验设备

4.3数据处理

4.4结果分析

4.4.1变角度不变风速

4.4.2变风速不变角度

4.5本章小结

第5章 高速远程滑坡的风洞试验数值模拟

5.1流体力学有限元法概述

5.2数值模拟模型建立

5.3数值模拟结果分析

5.4本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及科研成果