鈍體及鋼箱梁非定常氣動(dòng)特征的三維模擬.pdf

1、橋梁跨徑增大使得橋梁抗風(fēng)問(wèn)題越來(lái)越突出。多年來(lái)橋梁抗風(fēng)評(píng)價(jià)主要是通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)開(kāi)展，但隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，通過(guò)數(shù)值風(fēng)洞來(lái)研究鈍體及橋梁構(gòu)件氣動(dòng)特征已成為風(fēng)洞試驗(yàn)之外的另一重要研究手段。研究方法已從二維和定常模擬向三維和非定常研究發(fā)展。本文針對(duì)典型的鈍體及鋼箱梁開(kāi)展了二維和三維大渦數(shù)值模擬研究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　 首先，利用二維數(shù)值模擬得到了矩形斷面繞流的氣動(dòng)力系數(shù)，得到了表面壓力的主要分布形態(tài)，計(jì)算了流體在表面的平均

2、再附點(diǎn)位置，分析了升力特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的渦脫形態(tài);通過(guò)三維大渦模擬研究了斷面氣動(dòng)特性，得到了計(jì)算域展向網(wǎng)格密度要求(δz/D≤0.1)，三維計(jì)算得到的表面壓力分布及脈動(dòng)升力系數(shù)相對(duì)于二維計(jì)算結(jié)果更精確。
　　 其次，通過(guò)三維大渦模擬得到了圓柱表面平均壓力系數(shù)及脈動(dòng)壓力系數(shù)的分布，得到了圓柱繞流的分離點(diǎn)及旋渦脫落位置，分析了周期性旋渦脫落對(duì)圓柱表面壓力的影響，并通過(guò)可視化流場(chǎng)分析了沿展向不同步的渦脫現(xiàn)象，得到了渦脫相位差。計(jì)算得到了圓柱

3、展向升力的相關(guān)性，并計(jì)算了展向相關(guān)長(zhǎng)度，提出了截面脈動(dòng)升力概念并獲得了系數(shù)值。由展向不同間距圓柱表面壓力的相干性分析知流體的分離導(dǎo)致相干性下降，
　　 最后，計(jì)算了一實(shí)橋扁平鋼箱梁的氣動(dòng)繞流特征。分析認(rèn)為節(jié)段模型測(cè)力試驗(yàn)展向長(zhǎng)度至少為0.5B，指出了此類流線型斷面不同于鈍體斷面的繞流特征，從流動(dòng)機(jī)理上分析了平均壓力及脈動(dòng)壓力的分布，同時(shí)分析了展向渦脫特性，并計(jì)算得到了鋼箱梁氣動(dòng)力系數(shù)值。
　　 本文主要是以二維數(shù)值計(jì)算及