發(fā)布時間：2020-12-02 14:59

　　現(xiàn)階段新興經(jīng)濟體國家正在廣泛建造大跨度橋梁,跨江跨海大橋不斷涌現(xiàn),橋梁跨度也在不斷攀升。隨著橋梁跨徑的增加,風荷載成為大跨橋梁的關(guān)鍵控制荷載,風荷載的雷諾數(shù)效應(yīng)一直以來是結(jié)構(gòu)風工程領(lǐng)域普遍關(guān)注的關(guān)鍵科學問題。對于大跨度橋梁的分離式雙箱,由于具有復雜的氣動外形,其雷諾數(shù)效應(yīng)的研究極具挑戰(zhàn)性。目前對于分離式雙箱梁繞流場雷諾數(shù)效應(yīng)研究還基本停留在繞流場個別典型參數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律方面,對于其更深入的流場參數(shù)和其內(nèi)在的流體力學機理方面的研究還相當匱乏,因此開展雙箱梁雷諾數(shù)效應(yīng)的基礎(chǔ)理論研究十分迫切。此外,目前橋梁抗風設(shè)計和研究還主要基于風洞試驗,然而常規(guī)風洞試驗雷諾數(shù)與原型橋梁雷諾數(shù)相差較遠,無法保證雷諾數(shù)相似,使得基于風洞試驗的流場結(jié)構(gòu)和氣動力與原型橋梁存在差異,因此研究如何在低雷諾數(shù)下的風洞試驗實現(xiàn)高雷諾下的流場和氣動力特征具有重要的理論和工程實用意義。本文基于雷諾數(shù)效應(yīng)研究背景,首先開展了分離式雙箱梁雷諾數(shù)效應(yīng)及其機理數(shù)值模擬研究。獲得分離式雙箱梁繞流場和氣動力隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律,從流場結(jié)構(gòu)變化角度揭示了分離式雙箱梁雷諾數(shù)效應(yīng)機理。其次通過風洞試驗開展了分離式雙箱梁雷諾數(shù)效應(yīng)控制研究,... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

TacomaNarrowsBridge風毀事故

尺寸計算域為 1D（在模擬中，首先進行了展向長度的影響1D 的雙箱梁，平均氣動力系數(shù)為-0.199,0.516 和-0.025 對于升矩，對于展向長度為 2D 的雙箱梁，平均氣動力系數(shù)分別為-5。比較兩種情況的模擬結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，靜力三分力系數(shù)幾乎作為展向尺寸足以模擬雙箱梁周圍的流動狀態(tài)。因此，在模擬為展向尺寸進行研究。）。在雙箱梁的表面，使用了無滑移邊頂壁和底壁處，采用自由滑動條件。對于跨度方向，采用周入口邊界處指定穩(wěn)定均勻的流速。并且在出口處使用對流邊a) 雙箱梁尺寸圖Corner ACorner CCorner B Corner D(L)(B)(D)Corner ECorner GCorner F Corner H

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文落的旋渦。然而當雷諾數(shù)在 3e 2 Re 1e3范圍下，尾流開始變得不穩(wěn)定，并出現(xiàn)規(guī)則的卡門渦街。與此同時隨著雷諾數(shù)的增大，卡門渦街也逐漸向雙箱結(jié)構(gòu)靠近。當雷諾數(shù)變得更高時 1e 3 Re 2 e3，底部背風面的剪切層快速地化為湍流，并且尾流中規(guī)則的卡門渦街也迅速消失。當雷諾數(shù)在Re 2 e3范圍隨著雷諾數(shù)的增加，剪切層逐漸重新附著在后緣上。圖 2-3 顯示了在一些典型的雷諾數(shù)下雙箱梁周圍的旋渦結(jié)構(gòu)，其中旋渦構(gòu)通過 2準則進行識別。如圖所示，雙箱梁周圍有大量渦流。在雷諾數(shù)的上過程中，旋渦結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，尺寸不斷減小，并且在雷諾數(shù)的上升過程中環(huán)旋渦的氣流完全轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳌?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]典型橋梁斷面阻力系數(shù)測力與測壓結(jié)果差異的數(shù)值模擬研究[J]. 韓艷,陳浩,胡朋,董國朝,蔡春聲.  振動工程學報. 2016(04)
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[4]準流線型橋梁斷面渦激共振的雷諾數(shù)效應(yīng)[J]. 崔欣,李加武,陳飛,劉健新.  長安大學學報(自然科學版). 2011(02)
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[6]不同尺度扁平箱梁節(jié)段模型渦激振動風洞試驗[J]. 鮮榮,廖海黎.  橋梁建設(shè). 2010(02)
[7]蘇通長江大橋主梁斷面三分力系數(shù)的雷諾數(shù)效應(yīng)[J]. 陶奇,廖海黎,李明水,鮮榮.  實驗流體力學. 2010(02)
[8]橋梁斷面雷諾數(shù)效應(yīng)數(shù)值模擬研究[J]. 周志勇.  空氣動力學學報. 2009(06)
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[10]粗糙度對雷諾數(shù)效應(yīng)的影響[J]. 李加武,崔欣,張宏杰,劉健新.  長安大學學報(自然科學版). 2009(02)

博士論文
[1]大跨度柱面屋蓋氣動特性雷諾數(shù)效應(yīng)研究[D]. 邱冶.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]大跨度懸索橋分離式雙箱梁渦激振動研究[D]. 賴馬樹金.哈爾濱工業(yè)大學 2013

碩士論文
[1]橋梁風效應(yīng)數(shù)值模擬研究[D]. 張學敏.湖南大學 2014
[2]基于CFD方法的大跨雙幅橋梁氣動干擾效應(yīng)研究[D]. 金家傳.合肥工業(yè)大學 2014
[3]橋梁典型斷面三分力系數(shù)雷諾數(shù)效應(yīng)數(shù)值研究[D]. 邱捷.中南大學 2010
[4]橋梁結(jié)構(gòu)氣動力特性的數(shù)值模擬[D]. 張偉.天津大學 2007



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