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深切峡谷地貌处桥址风场的大涡数值模拟
| 论文题名： | 深切峡谷地貌处桥址风场的大涡数值模拟 |
| 关键词： | 深切峡谷地形;大跨度桥梁;风场变化;湍流强度;大涡数值模拟 |
| 摘要： | 2013年6月20日交通运输部正式公布了《国家公路网规划（2013年-2030年）》，该高速网规范中属于或穿过西部地区的线路有首都放射线3条，南北纵线3条和东西横线10条，然而西部地区的多高山峡谷地形使得其自然风特性也相当复杂。在山区建设大跨度桥梁时，风参数对桥梁结构的设计与安全评价具有重要的参考价值，是必须首要解决的问题之一。因此，系统深入地研究实际地形下的风场变化规律具有重要的理论和工程实践意义。 目前，对复杂山地地形的风场特性研究的主要技术手段有理论分析、现场实测、风洞试验和数值模拟四种方法。而数值模拟方法相比较于其他几种方法具有周期短、数据全面、费用低等优点。且随着计算机技术的不断发展，数值模拟方法在实际工程中的应用越来越广泛，其模拟精度也得到了进一步的提高。 本文主要采用大涡模拟方法，以迫龙沟特大桥桥址处实际深切峡谷地形为对象，对峡谷地区的风场特性进行研究，主要内容如下： 1．采用三维建模软件Rhinoceros建立了迫龙沟特大桥桥位处的大尺度数字地形模型，对该地形划分六面体结构化网格，以减少网格数量，节省计算时间。 2．对以上建立的网格模型采用大涡数值模拟方法进行计算，研究桥位风环境，并与风洞试验结果进行对比分析。 通过分析数值模拟结果可得以下结论： 1．数值模拟得到的风剖面结果与风洞试验得到的风剖面结果有一定的偏差，但两者整体趋势的一致性较好。 2．桥位处复杂的地形环境对峡谷底风场的干扰影响较大，0°风向角下，主跨各处平均风剖面不符合幂指数变化规律；而当来流风向为与河谷走向接近一致的150°风向角时，主跨各处的平均风剖面满足幂指数变化规律，且与规范中的 D类地貌较为接近。 3．峡谷底桥位处湍流强度较《公路桥梁抗风设计规范》[1]中给出的湍流强度大.顺风向湍流强度、水平横风向湍流强度和竖向湍流强度之间不满足《公路桥梁抗风设计规范》[1]中给出的1:0.88:0.50的比例关系，且在不同高度下也都有所不同。 4．0°风向角下，主跨各处不同高度气流局部风向角随着高度发生较大变化，特别是在距离地面1200m以内的范围内，局部风向角受地形的影响较大，产生较大风偏角和风攻角；150°风向角下，主跨各处不同高度气流局部风向角随着离地高度不同的变化不大，且主跨各处风攻角也较小，在-1°～+3°之间。 |
| 作者： | 姜媛 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 周奇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 汕头大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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