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复杂地形风场的实测分析及其对结构周围流场影响的研究
| 论文题名： | 复杂地形风场的实测分析及其对结构周围流场影响的研究 |
| 关键词： | 大跨桥梁;非均匀风场;方柱绕流;展向气动力 |
| 摘要： | 随着桥梁事业的飞速发展，大跨桥梁所需跨越的复杂地形越来越多。山区复杂的地理条件会使风特性参数出现较大的时空差异，同时会使部分规范推荐值与实际值产生较大偏差。且随着桥梁跨径的增加，桥梁结构的风敏感性也随之上升。因此，总结、归纳复杂地形下的风特性，并对该风场下桥梁的风致振动进行研究变得尤为重要。 首先，基于实测数据，对某山区的基本风参数进行时间和空间角度的分析。总结基本风参数的变化规律及变化原因。研究发现，当地风剖面的形式和参数较规范建议值存在较大差异，风剖面会随地形和大气条件的变化而变化。而当风剖面出现加速现象时，会在垂直方向和水平方向同时造成风速增大的效应。对山谷中不同位置处风参数进行统计分析，发现沿山谷纵向和横向上的风参数也存在时空差异，并伴随较明显的季节性变化。 随后，基于观测分析结果，通过用户自定义函数在Fluent中模拟风速沿桥梁展向变化情况，以方柱为研究对象，研究展向非均匀风速下结构的气动力及周围流场变化情况，并与风速均布流场的计算结果进行对比。研究发现，在非均匀来流风速下，气动力及气动力系数有效值沿展向存在较大差异，且气动力相关性伴随展向位置的变化而减弱。不同截面处气动力时频特性受来流风速影响会存在相位差，随着风速展向差异的增大，展向不同位置涡脱频率和相位差有所不同，从而使结构整体的气动力产生变化。同时在非均匀来流条件下，结构尾流的扰动也逐渐增大，漩涡形状和脱落形式较均匀来流条件下也存在较大差异。 |
| 作者： | 徐润泽 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 李加武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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