橋梁典型截面靜風(fēng)系數(shù)數(shù)值模擬研究.pdf

1、靜風(fēng)荷載是大跨度橋梁的設(shè)計(jì)荷載之一，不同攻角條件下的靜三分力系數(shù)是顫抖振分析的必備參數(shù)。因此在設(shè)計(jì)階段，比較精確地預(yù)測(cè)橋梁各組成部分所受到的風(fēng)荷載有著重要的意義。目前常采用的方法是制作一定縮尺比的節(jié)段模型，通過風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)定靜三分力系數(shù)，然后通過相應(yīng)的公式，計(jì)算得到不同風(fēng)速條件下實(shí)橋的靜風(fēng)荷載。然而，風(fēng)洞試驗(yàn)研究一般都有周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，測(cè)試設(shè)備復(fù)雜，流動(dòng)可視化困難等缺點(diǎn)。 近年來，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(Computational Flu

2、id Dynamics，CFD)方法的發(fā)展給風(fēng)工程研究提供了一種可能替代風(fēng)洞試驗(yàn)的手段。相對(duì)于傳統(tǒng)的風(fēng)洞試驗(yàn)，數(shù)值模擬技術(shù)具有很多明顯的優(yōu)點(diǎn)：省錢省時(shí)，靈活方便，不受物理模型和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南拗频?，其突出特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)流動(dòng)的可視化，直觀地顯示了各種情況下的流場(chǎng)特征。 本文采用CFD技術(shù)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的典型截面，如圓形(索，主纜)、矩形(橋墩、橋塔)、流線型(主梁)等截面的靜風(fēng)系數(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，具體工作分以下幾個(gè)方面：

3、 (1)研究了不同雷諾數(shù)下圓形截面的阻力系數(shù)和漩渦脫落對(duì)圓形截面阻力系數(shù)和升力系數(shù)的影響，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析，給出了對(duì)應(yīng)的流場(chǎng)特征圖。 (2)在0°攻角下研究了形狀改變對(duì)方形截面靜風(fēng)系數(shù)的影響，并給出了對(duì)應(yīng)的流場(chǎng)特征圖。 (3)基于蘇通大橋節(jié)段模型主梁截面和金馬大橋主梁截面，研究了流線型主梁截面和鈍體主梁截面在不同攻角下的靜風(fēng)系數(shù)，并與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果做了比較，驗(yàn)證了本文采用CFD技術(shù)研究主梁截面靜風(fēng)系數(shù)的可行性和可靠性。