現階段新興經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,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鍵控制荷載,風荷載的雷諾數效應一直以來是結構風工程領域普遍關注的關鍵科學問題。對于大跨度橋梁的分離式雙箱,由于具有復雜的氣動外形,其雷諾數效應的研究極具挑戰性。目前對于分離式雙箱梁繞流場雷諾數效應研究還基本停留在繞流場個別典型參數隨雷諾數的變化規律方面,對于其更深入的流場參數和其內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效應的基礎理論研究十分迫切。此外,目前橋梁抗風設計和研究還主要基于風洞試驗,然而常規風洞試驗雷諾數與原型橋梁雷諾數相差較遠,無法保證雷諾數相似,使得基于風洞試驗的流場結構和氣動力與原型橋梁存在差異,因此研究如何在低雷諾數下的風洞試驗實現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。本文基于雷諾數效應研究背景,首先開展了分離式雙箱梁雷諾數效應及其機理數值模擬研究。獲得分離式雙箱梁繞流場和氣動力隨雷諾數的變化規律,從流場結構變化角度揭示了分離式雙箱梁雷諾數效應機理。其次通過風洞試驗開展了分離式雙箱梁雷諾數效應控制研究,... 

【文章來源】：哈爾濱工業大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：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，平均氣動力系數分別為-5。比較兩種情況的模擬結果可以發現，靜力三分力系數幾乎作為展向尺寸足以模擬雙箱梁周圍的流動狀態。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

哈爾濱工業大學工學碩士學位論文落的旋渦。然而當雷諾數在 3e 2 Re 1e3范圍下，尾流開始變得不穩定，并出現規則的卡門渦街。與此同時隨著雷諾數的增大，卡門渦街也逐漸向雙箱結構靠近。當雷諾數變得更高時 1e 3 Re 2 e3，底部背風面的剪切層快速地化為湍流，并且尾流中規則的卡門渦街也迅速消失。當雷諾數在Re 2 e3范圍隨著雷諾數的增加，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下雙箱梁周圍的旋渦結構，其中旋渦構通過 2準則進行識別。如圖所示，雙箱梁周圍有大量渦流。在雷諾數的上過程中，旋渦結構發生改變，尺寸不斷減小，并且在雷諾數的上升過程中環旋渦的氣流完全轉變為湍流。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]典型橋梁斷面阻力系數測力與測壓結果差異的數值模擬研究[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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[8]橋梁斷面雷諾數效應數值模擬研究[J]. 周志勇.  空氣動力學學報. 2009(06)
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[10]粗糙度對雷諾數效應的影響[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效應研究[D]. 邱冶.哈爾濱工業大學 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.哈爾濱工業大學 2013

碩士論文
[1]橋梁風效應數值模擬研究[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研究[D]. 金家傳.合肥工業大學 2014
[3]橋梁典型斷面三分力系數雷諾數效應數值研究[D]. 邱捷.中南大學 2010
[4]橋梁結構氣動力特性的數值模擬[D]. 張偉.天津大學 2007



本文編號：2895493