WD-1风洞实验室
一、武汉大学WD-1边界层风洞
武汉大学WD-1风洞是由南京航空航天大学空气动力研究所设计、绵阳六维科技有限责任公司承建的直流吸气式边界层风洞。该风洞于2008年10月立项、2012年3月完工，由武汉大学211三期建设经费、985一期建设经费以及广东省电力设计院共建经费联合资助建成。武汉大学WD-1风洞为湖北省既武汉地区第一座边界层风洞，该风洞试验段长×宽×高=16米×3.2米×2.1米，最大风速为30米/秒，试验风速由1米/秒至30米/秒连续可调。通过风洞试验段上游设置的尖劈、粗糙元组合能准确地模拟不同缩尺比的大气边界层风场特性。直径2.5米的自动控制工作转盘可以模拟0o至360o任一风向角的模型试验风场。经检测，该风洞的各流场品质参数均满足设计要求。实验室配备有美国PSI扫描阀公司生产的DTCnet电子式压力扫描阀测压系统、澳大利亚TFI公司生产的Cubra Probe 100 眼镜蛇三维脉动风速探头，以及日本Keyence公司生产的LK-G400激光位移计、丹麦BK公司生产的多通道振动信号采集系统等先进的测试设备，风洞试验和测试水平达到国内先进水平和国际水准。WD-1风洞的主要试验功能包括：
1. 单体、群体建筑结构刚性模型测压、测力试验；
2. 建筑结构气弹模型测振与风振控制试验；
3. 桥梁节段模型测力、测振试验；
4. 建筑结构模型多维强迫振动测压、测力试验；
5. 缆索风雨振测振与控制试验；
6. 其他工业空气动力学试验。
图1 WD-1风洞气动轮廓图
图2 风洞实验室照片
图3澳大利亚TFI公司生产的Cubra Probe 100 眼镜蛇三维脉动风速探头
图4 美国PSI扫描阀公司生产的DTCnet电子式压力扫描阀测压系统
二、完成的项目及介绍
武汉大学WD-1边界层风洞建成并顺利通过了验收，风洞的各项参数均满足设计的要求，目前，该风洞已经完成了3个大型工程的抗风咨询项目，包括一个超高层建筑，一个火车站和一座体育场。目前武汉大学WD-1边界层风洞承担正在国家自然科学基金等纵向项目的科研工作。其承担的大型项目如下：
1. 长江传媒大厦风洞试验
长江传媒大厦项目位于汉口后湖三金潭，是汉口北部地区第一座超高层建筑。其建筑高度约248m。由中信建筑设计研究总院有限公司设计（原武汉市建筑设计院）。通过塔尖和粗糙元模拟出了C类风场，并进行风洞试验（如图所示）。通过风洞试验得到了如下结果：
1. 结构表面平均风压系数和均方根风压系数
2. 结构表面的极值风压
3. 通过计算得到结构各层的位移和加速度响应以及各层的剪力和弯矩
4. 得到了结构的各层等效静力风荷载
需要指出的是，由于该结构为典型的超高层建筑，在进行风洞实验时，通过比较发现，在结构较高的地方（周边建筑影响较小），其各个面的平均风压系数与规范所列的值十分接近，结构设计人员也对该结构的风洞试验结果十分满意
长江传媒大厦风洞试验照片
 
C类风场平均风速剖面 C类风场湍流度剖面
归一化风速功率谱
2. 黄冈体育中体育场风洞试验
黄冈市体育中心主体育场为双屋盖体育场，看台顶蓬为典型的大跨钢屋盖结构，其屋盖跨度达到280m，屋盖悬挑长度43.2m。由中南建筑设计院有限公司设计。通过风洞试验得到如下结果：
1. 结构表面平均风压系数和均方根风压系数
2. 结构表面极值风压
3. 结构各节点的位移和各杆件的内力应力
4.结构分区等效静力风荷载和分区风振系数
模型在风洞中的相片
模型在风洞中的相片
 
归一化风速功率谱图 B类边界层平均速度剖面
B类边界层湍流度剖面模拟
3. 长沙南站二期工程风洞试验
长沙南站建筑面积40万平方米。其中站房建筑面积13.7万平方米。由中南建筑设计院有限公司设计。二期工程的站房和雨棚均为典型的大跨钢屋盖结构，长沙南站二期工程是在长沙南站一期的基础上新增了站房和站台雨棚，其站房跨度达到193m，两边雨棚对称跨度均达135.6m。考虑到两者之间的干扰效应，在进行实验时将一期和二期一期进行的风洞试验。同样通过风洞试验得到了如下结果：
1. 结构表面平均风压系数和均方根风压系数
2. 结构表面极值风压
3. 结构各节点的位移和各杆件的内力应力
4.结构分区等效静力风荷载和分区风振系数
此项目长沙南站一期工程的风洞试验也是由我方承担的，当时由于我方风洞实验室还没有建成，风洞试验在广东省建筑科学研究院风洞实验室完成的，通过进行数据比较，其风洞试验结果和计算结构的位移，内力响应等均十分接近，在一期二期结合部地方，由于一期二期的干扰也引起了局部地方风压的差别，这也说明了武汉大学WD-1风洞实验室的性能
长沙南站一期工程风洞试验
长沙南站二期风洞试验
长沙南站二期风洞试验
 
归一化风速功率谱图 B类边界层平均速度剖面
B类边界层湍流度剖面模拟
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