串列雙波浪型圓柱渦激振動(dòng)數(shù)值研究.pdf

1、斜拉橋作為一種獨(dú)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(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。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(chǎng)耦合振動(dòng)問(wèn)題越來(lái)越受到橋梁設(shè)計(jì)人員的關(guān)注，探索斜拉索的渦激耦合振動(dòng)機(jī)理并尋求有效的振動(dòng)控制方法已是現(xiàn)代大跨度斜拉橋設(shè)計(jì)的研究重點(diǎn)。
　　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(dòng)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(dòng)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(dòng)（單/雙自由度，雷諾數(shù)Re=100，質(zhì)量比m*=10，阻尼比ζ=0.001）對(duì)圓柱間氣動(dòng)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(dòng)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(shí)，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(shí)，下游圓柱的升力與位移在Ur<6.0時(shí)呈現(xiàn)同相位特征，在6.09.6時(shí)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(shì)，但均在折合流速Ur=7.2達(dá)到最大值。
　　針對(duì)串列雙波浪型圓柱渦激振動(dòng)問(wèn)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(duì)象，觀察了不同波浪型圓柱的振動(dòng)響應(yīng)特性以及圓柱間流動(dòng)結(jié)構(gòu)隨折合流速Ur的變化情況。研究結(jié)果表明：對(duì)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(shí)（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