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侧风下桥墩及桥塔附近桥面风环境数值模拟研究
| 论文题名： | 侧风下桥墩及桥塔附近桥面风环境数值模拟研究 |
| 关键词： | 桥涵工程;侧风环境;数值模拟;计算流体动力学 |
| 摘要： | 处于强侧风环境中的跨海大桥，其结构绕流可能导致风速突变，对行车安全十分不利。为此本文分别以某箱梁桥和桁架桥为研究对象，探究侧风环境下桥墩、桥塔对桥面风环境的影响及该区域风屏障的作用。本文主要研究工作如下: 1.利用计算流体动力学(CFD)方法，借助FLUENT软件对箱梁主梁及桥墩进行三维数值模拟。通过风速云图、三维风速分布图，初步对桥墩的影响规律进行定性分析。对比桥面上不同车道的风剖面，研究桥墩附近风屏障的防风效果。考察风速顺桥向变化，探究桥墩在顺桥向及高度方向的影响范围及规律。 2.运用FLUENT软件，建立桁架主梁及桥塔的三维仿真模型。通过试算及风洞试验资料，确定合理的计算参数，计算不同工况下桥面风速。分析桥塔对公路、铁路桥面风速的影响范围，以及风屏障透风率对桥塔区域风速的影响。通过与风洞试验结果的对比，验证计算的可靠性。 桥墩附近桥面风环境的研究表明:桥墩附近桥面风速出现折减，随着高度增加，桥墩对桥面风环境的影响范围缩小。来流风速的变化对桥面上方风场分布规律的影响较有限;风屏障及护栏的透风率对迎风侧车道桥面流场具有显著的影响，对背风侧车道流场影响相对较弱;风屏障弱化了风速在桥墩附近的突变效应，降低了行车高度范围内的风速; 桥塔附近桥面风环境的研究表明:无风屏障时，公路桥面风速在桥塔两侧急剧增大，然后趋于平缓;离桥塔越远，风屏障有效作用高度越高;有风屏障工况下，公路、铁路桥面上桥塔对风场的影响范围分别位于顺桥向桥塔两侧25m、15m区域。铁路桥面上风屏障透风率越小，风速突变越剧烈。 |
| 作者： | 冯晴 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李永乐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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