拱橋吊桿氣動性能的二維數(shù)值模擬.pdf

1、風(fēng)荷載會對橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性造成重要的影響。渦激振動是一種常見的風(fēng)致振動現(xiàn)象，非常容易出現(xiàn)在阻尼小且細(xì)長的結(jié)構(gòu)上，可能會引起結(jié)構(gòu)的疲勞損傷，并對交通安全造成一定的影響。目前結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向是長、細(xì)、柔和弱阻尼，因此需要研究結(jié)構(gòu)的渦激振動問題。
　　南京大勝關(guān)長江大橋吊桿的長度超過了50m，柔度很大，出現(xiàn)渦激振動的可能性非常大。本文的主要工作是利用大型流體計算力學(xué)軟件FLUENT對該橋吊桿的氣動性能進行數(shù)值模擬，從而為渦激振動的

2、研究提供基礎(chǔ)。通過對升力系數(shù)、阻力系數(shù)和旋渦脫落圖的對比分析，從長方形、切角長方形和圓角長方形這三種參考截面中選擇出氣動性能最優(yōu)的吊桿截面，從而達(dá)到減小風(fēng)致振動影響的目的。
　　結(jié)合以上所做的工作并考慮實際工程情況，對單根和雙根切角長方形截面吊桿的氣動性能分別進行數(shù)值模擬，并將兩種情況下得到結(jié)果進行對比分析，找出最不利風(fēng)攻角的范圍和兩根桿件脫離相互干擾時的風(fēng)攻角值。本文通過以上工作得到以下結(jié)論:
　　(1)隨著風(fēng)速的不斷增加

3、，各截面吊桿所對應(yīng)的斯特羅哈數(shù)近似為一常數(shù)。
　　(2)隨著風(fēng)速的不斷增加，各截面吊桿的升力和阻力也是不斷增大的。
　　(3)從長方形截面到切角長方形截面再到圓角長方形截面，發(fā)生渦激振動時的起振風(fēng)速是在不斷減小的。
　　(4)在同一風(fēng)速情況下，從長方形截面到切角長方形截面再到圓角長方形截面，升力系數(shù)、升力、阻力系數(shù)、阻力是不斷減小的。
　　(5)在有風(fēng)攻角情況下對單根切角長方形截面桿件的氣動性能進行數(shù)值模擬，得到