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CFD方法研究桥梁断面三分力系数的雷诺数效应
| 论文题名： | CFD方法研究桥梁断面三分力系数的雷诺数效应 |
| 关键词： | 雷诺数效应;三分力系数;风洞试验;数值模拟;湍流模型;桥梁断面;桥梁抗风;抗风设计 |
| 摘要： | 在桥梁抗风研究中，三分力系数是影响桥梁抗风分析精度的重要参数。随着桥梁断面流线化、桥梁结构分析的精细化，桥梁断面三分力系数的雷诺数效应对桥梁结构抗风分析、计算的影响日渐突出，回避桥梁断面雷诺数效应的影响必将会给桥梁结构抗风设计、分析带来失真甚至危险的结果。尽管近年来越来越多的国内外学者开始关注桥梁断面的雷诺数效应，有针对性地开展了大量研究，但因不同桥梁断面的雷诺数效应千差万别，因此所能解决的仅仅是某一类型的工程实际问题，对桥梁断面雷诺数效应的总体性研究是被动的，且研究方法单一，研究系统性差，难以指导工程实践。 目前研究该问题的主要手段是风洞试验，研究方法较为成熟，但风洞试验周期长，而且需要消耗大量的人力和物力。随着计算机技术的发展，计算流体力学(CFD)在结构风工程中已经得到广泛的应用，采用CFD方法计算与风荷载相关的物理量已经完全可能。CFD方法可以按照实际尺寸进行计算，以避免风洞试验只能进行缩尺试验的不足：成本低，速度快；资料完备；具有模拟真实和理想条件的能力。 本文采用商用CFD软件FLUENT对两种典型桥梁断面：流线型断面和II型断面的三分力系数随雷诺数的变化进行数值模拟计算，对其建立了实际尺度的模型，选择了合理的网格划分形式，并分别应用了三种不同的湍流模型--标准k-ε模型，Reynolds应力方程模型(RSM)及Spalart-Allmaras(S.P)模型，将数值计算结果与风洞试验结论相对比，得到一些非常有意义的结论。作为工程应用，还进一步进行了不同雷诺数下苏通桥断面的三分力系数数值模拟计算，计算结果令人鼓舞，但计算的精度有待提高。 |
| 作者： | 李薇 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 胡兆同 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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