橋梁結(jié)構(gòu)氣動力特性的數(shù)值模擬.pdf

1、本文基于計算流體動力學(xué)原理，采用數(shù)值模擬的方法，根據(jù)橋梁的條帶性假設(shè)，建立橋梁斷面的二維模型，分別研究了大跨度橋梁斷面在風(fēng)荷載作用下隨雷諾數(shù)變化的氣動力特性、大橋護欄對橋梁斷面氣動力特性的影響以及車橋耦合風(fēng)壓效應(yīng)對橋梁和車輛各自單體氣動力特性和風(fēng)壓分布影響。 ⑴建立了近流線型橋梁斷面模型和П型梁斷面模型，分別研究了兩種類型斷面三分力系數(shù)隨雷諾數(shù)大小變化的規(guī)律。對近流線型斷面，還分別計算了不同高寬比的斷面三分力系數(shù)的變化規(guī)律，并對

2、計算結(jié)果進行了比較，得到不同高寬比的近流線型斷面隨著高寬比的逐級變化，其各自的三分力系數(shù)也逐級變化，表現(xiàn)出了很好的相似性，體現(xiàn)了斷面良好的流線特性。 ⑵分別建立施工狀態(tài)(不帶護欄)和成橋狀態(tài)(帶護欄)的大橋斷面模型，在不同風(fēng)向角的作用下，對其阻力系數(shù)、升力系數(shù)和升力矩系數(shù)隨風(fēng)向角的變化曲線進行計算和比較，發(fā)現(xiàn)了大橋護欄能明顯地改變橋梁氣流的流動，使斷面上表面壓力變化緩慢，從而減小了結(jié)構(gòu)的升力和升力矩，很好地改善了橋梁結(jié)構(gòu)的氣動力

3、特性，增加了行車的安全性。 ⑶研究了車橋耦合體系氣動力特性和風(fēng)壓分布。選取了雷諾應(yīng)力湍流模型，分別建立了橋梁單體模型、車輛單體模型和車橋耦合體系模型。計算了3個模型在不同風(fēng)向角下的氣動力系數(shù)，并對各自的風(fēng)壓分布分別進行了比較。與橋梁單體模型和車輛單體模型相比，車橋耦合體系考慮了車輛和橋梁的耦合效應(yīng)。計算過程中，在不同風(fēng)向角工況下，車橋耦合體系的氣動力系數(shù)，包括升力系數(shù)、阻力系數(shù)和傾覆力矩系數(shù)，都發(fā)生了明顯的增大。計算結(jié)果表明，車