不同雷諾數(shù)下橋梁斷面三分力系數(shù)的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在橋梁抗風(fēng)設(shè)計中,一般忽略雷諾數(shù)對橋梁斷面靜力三分力系數(shù)的影響。但隨著橋梁向大跨、輕質(zhì)方向發(fā)展,雷諾數(shù)對橋梁斷面靜力三分力系數(shù)的影響日漸突出,忽略雷諾數(shù)的影響會給橋梁抗風(fēng)設(shè)計帶來失真甚至危險的結(jié)果。因此,研究雷諾數(shù)對橋梁斷面三分力系數(shù)的影響顯得非常必要。
   目前研究雷諾數(shù)對橋梁斷面三分力系數(shù)的影響的主要手段是風(fēng)洞試驗,研究方法比較成熟,但風(fēng)洞試驗費用很高,而且試驗周期很長。隨著計算機技術(shù)和計算流體力學(xué)方法的迅速發(fā)展,計算流體

2、力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD)方法已經(jīng)成為一種研究橋梁斷面三分力系數(shù)的新手段——數(shù)值風(fēng)洞。CFD方法可以按照實際尺寸進行計算,并且費用省、速度快、資料完備、具有模擬真實和理想條件的能力。
   本文以橋梁斷面靜力三分力系數(shù)為研究對象,運用計算流體力學(xué)方法,分析雷諾數(shù)對橋梁斷面靜力三分力系數(shù)的影響,得出了橋梁斷面靜力三分力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律。
   (1)以金馬大橋和蘇通大

3、橋為工程實例,分別采用三種不同湍流模型——標準k-ε模型、RNG k-ε模型和SST模型,對其橋梁斷面的靜力三分力系數(shù)進行CFD方法識別,與節(jié)段模型風(fēng)洞試驗的試驗值進行對比分析,得出標準k-ε模型為橋梁斷面靜力三分力系數(shù)CFD方法數(shù)值識別的合理模型,并驗證了CFD方法識別大跨度橋梁靜力三分力系數(shù)的可行性和可靠性。
   (2)運用CFD方法研究圓形和矩形兩種形狀斷面,在0°攻角下斷面的靜力三分力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律,得出圓形斷

4、面阻力系數(shù)和升力系數(shù)隨雷諾數(shù)的增加而減??;矩形斷面的阻力系數(shù)和升力矩系數(shù)隨雷諾數(shù)的增加而增大,升力系數(shù)隨雷諾數(shù)的增加而減小。依此類推,雷諾數(shù)對其他形狀橋梁斷面也存在影響。在橋梁氣動選型中,應(yīng)當考慮雷諾數(shù)對不同形狀斷面靜力三分力系數(shù)的影響。
   (3)運用CFD方法研究鈍體主梁斷面和流線型主梁斷面,在0°攻角下主梁斷面的靜力三分力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律,得出鈍體主梁斷面阻力系數(shù)和升力矩系數(shù)隨雷諾數(shù)的增加而增大,升力系數(shù)隨雷諾數(shù)的

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