原文传递
大跨桥梁抗风试验装备及平板吸气抗风法
| 论文题名： | 大跨桥梁抗风试验装备及平板吸气抗风法 |
| 关键词： | 大跨桥梁;抗风试验装备;平板吸气抗风法;数值模拟 |
| 摘要： | 桥梁是重要的交通基础设施,随着土木工程科学技术和轻质高强度材料的发展,桥梁的跨径日益增大,但是桥梁的刚度和阻尼降低,桥梁结构在风荷载作用下的敏感程度逐渐增大,风荷载以及风致稳定性成为影响桥梁结构安全的控制因素之一。因此,提高大跨桥梁抗风能力显得尤为重要。 目前,提高桥梁结构抗风能力的措施主要有三种:机械措施、空气动力学措施和结构措施。机械措施是基于桥梁结构响应控制的抗风措施,空气动力学措施和结构措施是基于桥梁结构断面绕流场控制的抗风措施,与机械措施相比,空气动力学措施和结构措施直接作用于桥梁结构断面绕流风场,能够更直接的改善桥梁结构断面绕流场的品质,从而提高桥梁的抗风能力。这种基于桥梁结构断面绕流场控制的抗风技术的研究通常采用直观有效的风洞试验来进行,与此同时,随着计算流体力学的快速发展,数值模拟也逐渐成为了研究桥梁结构风致绕流特性的一种常用手段。 首先,根据进行桥梁结构风致作用试验的要求,针对传统抗风试验装备存在的耦合性问题,本论文设计了解耦型桥梁静动力试验系统,并进行了桥梁节段模型静力三分力、颤振导数识别和涡激振动试验,取得了良好的试验效果。 其次,针对传统的风场测试系统测试密度和精度低这一问题,本论文设计了风场测试立体定位装置,该装置可以进行多点位高精度的传感设备安装。 最后,本论文采用基于ComputationalFluidDynamics(CFD)的数值方法研究了定常吸气方法对平板风致静力的影响。研究对象选为一处于均匀来流风场中的平板模型,在该平板靠近来流端设置定常吸气入口,通过改变定常吸气系数和吸气模式计算该平板模型的风致静力三分力,进而获取定常吸气对平板风致静力作用的影响。风场数值模拟采用ReynoldsStressequationModel(RSM)湍流模型。计算结果显示,在定常吸气作用下,平板的阻力系数显著降低,扭矩系数增大,平板迎风端面的压力随着吸气能量的增强而减小,背风端面的压力基本不变。数值结果表明:定常吸气可以有效地改善平板绕流边界层结构,降低风致阻力。 |
| 作者： | 张明晶 |
| 专业： | 机械工程;机械设计及理论 |
| 导师： | 冯江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北农业大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
