喇叭口地形橋址強(qiáng)風(fēng)特性風(fēng)洞試驗(yàn)及CFD模擬研究.pdf

1、 論文題目：喇叭口地形橋址強(qiáng)風(fēng)特性風(fēng)洞試驗(yàn)及 CFD 模擬研究學(xué)科名稱：橋梁與隧道工程碩 士 生：唐金旺 （簽名）指導(dǎo)老師：張 玥 （簽名）任 翔 （簽名）摘 要山區(qū)地形風(fēng)場(chǎng)特性復(fù)雜，橋梁抗風(fēng)已成為工程師備受關(guān)注的課題。關(guān)于內(nèi)陸山區(qū)風(fēng)效應(yīng)研究資料甚少，現(xiàn)有的抗風(fēng)規(guī)范也未對(duì)風(fēng)場(chǎng)特性參數(shù)做出明確規(guī)定，有必要針對(duì)此類特殊地形風(fēng)環(huán)境進(jìn)行專門(mén)研究，為后期的風(fēng)荷載和結(jié)構(gòu)響應(yīng)奠定基礎(chǔ)。特選取黃河喇叭口地形橋址區(qū)這一特殊位置，論述形成強(qiáng)風(fēng)特性的原因，

2、采用均勻流和 B 類風(fēng)場(chǎng)兩種來(lái)流開(kāi)展地形風(fēng)洞試驗(yàn)， 分析對(duì)比此類地形條件下的平均風(fēng)和脈動(dòng)風(fēng)特性參數(shù)的變化規(guī)律；運(yùn)用 ANSYS-FLUENT 模塊，選取 Realizable k-ε湍流模型進(jìn)行數(shù)值模擬，得到風(fēng)環(huán)境繞流、風(fēng)速場(chǎng)和湍流場(chǎng)分布情況；對(duì)比分析兩種方法的研究結(jié)果，檢驗(yàn)風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬的差異性，綜合評(píng)判喇叭口地形橋址區(qū)強(qiáng)風(fēng)特性風(fēng)場(chǎng)分布規(guī)律；在收集橋址區(qū)附近氣象站資料和相關(guān)學(xué)者的研究成果，總結(jié)并提出了 4 種計(jì)算基本風(fēng)速的方法。研

3、究結(jié)果表明：喇叭口地形橋址區(qū)因風(fēng)向角和測(cè)點(diǎn)位置不同，其平均風(fēng)與脈動(dòng)風(fēng)特性發(fā)生了顯著變化，計(jì)算結(jié)果值與現(xiàn)有規(guī)范差異較大；僅當(dāng)風(fēng)順著河谷吹來(lái)時(shí)，風(fēng)剖面符合傳統(tǒng)模型，風(fēng)速玫瑰圖顯示河谷中風(fēng)速并未形成“加速效應(yīng)”；湍流強(qiáng)度大多數(shù)符合隨著高度增加而減小的規(guī)律；脈動(dòng)風(fēng)速功率譜在水平方向上，實(shí)測(cè)值與理論值相比在低頻段偏低而高頻段偏高，在豎直方向，譜頻率隨著高度增加有所減弱；風(fēng)洞試驗(yàn)均勻流場(chǎng)風(fēng)速值大于 B 類風(fēng)場(chǎng)，但湍流強(qiáng)度值略小，相比之下 B 類風(fēng)場(chǎng)