復(fù)雜來流對方形橋墩的沖擊作用分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，橋墩形狀從方形到圓形和橢圓形的轉(zhuǎn)變對橋墩受力影響是一個(gè)值得研究的工程問題。實(shí)際工程中，橋墩多處在非均勻流場中，而目前對鈍體繞流的研究多集中在均勻來流條件下，來流從均勻流轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷鶆蛄鲿r(shí)，結(jié)構(gòu)物流場結(jié)構(gòu)及升、阻力將發(fā)生很大變化。本文將對流出口邊界條件引入特征線算子分裂有限元法中，建立了線性剪切來流的方柱繞流數(shù)值模型，對剪切流的方柱繞流及橢圓形橋墩繞流進(jìn)行了分析。
　　數(shù)值模擬了雷諾數(shù)Re=100、剪切參數(shù)k=

2、0.0～0.5單方柱繞流，結(jié)果表明，k對方柱繞流尾部形成的兩排渦影響明顯；渦脫落在k較大時(shí)被抑制，在k≥0.4時(shí)渦量最終形成一個(gè)類似三角形的區(qū)域；駐點(diǎn)隨k的增加逐漸向高速側(cè)分離點(diǎn)移動，在k≥0.3時(shí)駐點(diǎn)的位置不再發(fā)生變化；平均阻力系數(shù)在0.2≤k≤0.25時(shí)發(fā)生較大變化，平均升力系數(shù)在k≥0.2時(shí)為負(fù)。
　　對Re=100、k=0～0.4的串列雙方柱繞流計(jì)算結(jié)果表明，間距比S/D(S為兩方柱中心距離，D為方柱邊長)和k對串列雙方柱

3、繞流流場結(jié)構(gòu)、受力參數(shù)、方柱表面壓力和升、阻力相圖影響明顯；均勻來流條件下串列雙方柱間隙內(nèi)流場穩(wěn)定性與該區(qū)域內(nèi)um(um代表X軸方向上速度分量在一個(gè)振動周期內(nèi)的時(shí)間平均速度)為負(fù)的區(qū)域是否連續(xù)有關(guān)，而剪切來流條件下此關(guān)系不成立；結(jié)合流場結(jié)構(gòu)及壓力云圖分析得出k=0、0.1時(shí)臨界間距區(qū)間分別為S/D=4~5和S/D=3~4。
　　橢圓形橋墩繞流研究表明，隨L/d(L為橢圓形橋墩前后圓弧中心距離，d為橢圓形橋墩圓弧直徑)的增大，平均阻