串列雙波浪型圓柱渦激振動數(shù)值研究.pdf

1、斜拉橋作為一種獨立于梁橋、拱橋、懸索橋三大體系之外的全新橋型，具有結(jié)構(gòu)受力性能好，跨越能力強等諸多優(yōu)點。隨著斜拉橋在大跨徑橋梁中廣泛應(yīng)用，斜拉索作為斜拉橋的重要構(gòu)件，其風(fēng)雨載荷下多場耦合振動問題越來越受到橋梁設(shè)計人員的關(guān)注，探索斜拉索的渦激耦合振動機理并尋求有效的振動控制方法已是現(xiàn)代大跨度斜拉橋設(shè)計的研究重點。
　　本文借助商業(yè)CFD軟件并編寫相關(guān)程序?qū)Υ须p直圓柱和串列雙波浪型圓柱的渦激振動進(jìn)行了廣泛的數(shù)值研究，探究了不同間距比

2、L/D（L/D=2.0，3.0，4.0，5.0）和不同折合流速Ur（Ur=2.4~12）下串列雙直圓柱渦激振動的響應(yīng)特性，分析了不同間距比L/D下，下游圓柱渦激振動（單/雙自由度，雷諾數(shù)Re=100，質(zhì)量比m*=10，阻尼比ζ=0.001）對圓柱間氣動干擾效應(yīng)的影響，得到了上下游圓柱的升阻力系數(shù)和圓柱間流動結(jié)構(gòu)隨折合流速Ur的變化情況，成功觀察到下游圓柱升力與位移之間的相位變化以及2S，2P兩種不同的渦脫形態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)間距比L/D≤

3、4.0時，下游圓柱的升力和位移在Ur<7.2情況下呈現(xiàn)同相位特征，在Ur>7.2情況下呈現(xiàn)反相位特征。當(dāng)間距比L/D=5.0時，下游圓柱的升力與位移在Ur<6.0時呈現(xiàn)同相位特征，在6.09.6時又完全呈現(xiàn)出反相位特征。隨著折合流速Ur增大，下游圓柱的振幅都表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，但均在折合流速Ur=7.2達(dá)到最大值。
　　針對串列雙波浪型圓柱渦激振動問題，選取了三種不同類

4、型的波浪型圓柱（λ/Dm=6,2；a/Dm=0.15,0.3）為研究對象，觀察了不同波浪型圓柱的振動響應(yīng)特性以及圓柱間流動結(jié)構(gòu)隨折合流速Ur的變化情況。研究結(jié)果表明：對于λ/Dm=6，a/Dm=0.15波浪型圓柱，當(dāng)下游圓柱處于―鎖定區(qū)間‖之外時（Ur<8.7或Ur>10.8），上下游圓柱均能表現(xiàn)出很好的減阻減振效果，一旦下游圓柱進(jìn)入―鎖定區(qū)間‖（8.7