近流線橋梁斷面雷諾數(shù)效應試驗與數(shù)值研究.pdf

1、以蘇通大橋高雷諾數(shù)效應風洞試驗為項目依托，研究了橋梁斷面雷諾數(shù)各參數(shù)如阻力系數(shù)、表面壓力分布、St數(shù)等參數(shù)的雷諾數(shù)效應，并嘗試用商業(yè)CFD計算軟件分析了不同湍流模型在雷諾數(shù)效應研究中的區(qū)別。本文得到以下結論： 1)無論是裸梁斷面還是帶有欄桿的成橋斷面，蘇通大橋閉合箱梁斷面都存在明顯的靜力三分力系數(shù)雷諾數(shù)效應，尤其是阻力系數(shù)的雷諾數(shù)效應。攻角對三分力系數(shù)的雷諾數(shù)也有一定影響。 2)表面壓力分布特性可以定性的解釋三分力系數(shù)雷

2、諾數(shù)效應。三分力系數(shù)對雷諾數(shù)的依賴與表面壓力分布沿斷面的對稱性、正負壓力區(qū)差值的大小有關。脈動壓力的分布特性影響渦激共振的發(fā)生，而平均壓力差值會維持穩(wěn)定的渦激共振。 3) 扁平箱梁橋梁斷面的斯特羅哈數(shù)有明顯的雷諾數(shù)效應，斯特羅哈數(shù)變化的過渡區(qū)雷諾數(shù)范圍在2×10<'5>～4×10<'5>。低雷諾數(shù)下的渦激振動試驗結果用于預測實橋渦激振動的發(fā)生仍需謹慎對待，蘇通大橋主梁斷面在2.7x10<'4>～1.4×10<'6>雷諾數(shù)范圍下的

3、斯特羅哈數(shù)，可作為今后改進和提高CFD方法與精度的對比依據(jù)。 4)計算與試驗值比較發(fā)現(xiàn)，盡管RSM及標準的k-e模型適于高雷諾數(shù)計算，但得到的結果不容樂觀。利用商業(yè)CFD軟件目前無法研究高雷諾數(shù)效應問題，當然可以作為一嘗試手段，或者定性了解斷面周邊的壓力變化、速度分布，為設計提供參考。 5)紊流會影響三分力系數(shù)的雷諾數(shù)效應，但目前機理不明顯。紊流的影響主要表現(xiàn)為：來流紊流可以將流線型斷面阻力系數(shù)一雷諾數(shù)曲線向低雷諾數(shù)區(qū)平