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原文传递近流线型断面涡激振动数值模拟

论文题名：	近流线型断面涡激振动数值模拟
关键词：	近流线型断面;涡激振动;数值模拟;流固耦合;大跨桥梁
摘要：	随着现代大跨结构和高耸结构的逐渐增多,涡激振动成为亟需解决的问题,因此日益成为研究的重点。风洞试验目前仍然是研究和工程应用的主要手段,能为工程实践提供可靠的设计参数,但是这种传统手段也有其局限性,对涡激振动流场变化不能可视化,无法进行机理分析;计算流体动力学是新兴发展起来的学科,解决风工程问题有独到的好处,能避免风洞模型试验无法满足雷诺数相似的缺陷,同时流场可视化,能从机理上认识涡激振动的全过程。而且与风洞试验相比,不管从物力、财力、时间上去比,都占有很大的优势。　　本文通过在Fluent软件所提供的宏中嵌入纽马克方程,对网格进行驱动,来实现流固耦合计算。揭示来流条件下结构涡激振动的特点和规律,并将研究成果应用于实际大跨桥梁常用的近流线型断面绕流场及其风致振动效应的分析中。　　首先,采用k-ωSST模型进行非定常流场计算,得到升力系数、阻力系数、Strouhal数等。将这些值和经典试验值和数值模拟值进行比较,验证了静态流场数值模拟的准确性。其次,采用k-ωSST模型对方柱进行动态绕流计算,获得了较为准确的方柱位移随时间变化的特征,再现了风速锁定区方柱尾流场漩涡脱落的变化,验证了自编UDF程序实现涡激振动模拟的正确性。最后,采用k-ωSST模型对大跨度桥梁近流线型断面涡激振动进行数值模拟,与风洞试验相比反映了模拟精度较高。
作者：	郭春平
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	刘健新
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文