典型斷面渦激振動與渦激力展向相關(guān)性研究

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1、學(xué)校代號：10532學(xué)號：S11011045密級：公開湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文血一一、相型斷面渦激振動與渦激力展向關(guān)性研究堂僮宴請厶絲名!隧瀣蕉童些芻整；援鎏生隧道至貍——迨童逞童旦塑12Q!壘生魚旦2目筌燮委雖盒圭度；陵邀遣塾援ThevoIrtex—·inducedvibrationandvortex-·inducedforcesspanwisecorrelationresearchoftypicalCROSSsectionbyCHENHailongB．E。(EastChinaJiaotongUniversity)201Athesissubmitte

2、dinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineering1nCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorHUAXugangJune，2014湖南大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體

3、，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：諾，鶿修日期：如I壚年f月眵日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1．保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。，2．不保密日。(請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”)作者簽名：游淘億、刷醴輒夠叫厶／?、日期：如(F年6月f夕日

4、口期：如，乒年<月／乒日典型斷面渦激振動與渦激力展向相關(guān)性研究摘要大跨度橋梁具有多階固有振動模態(tài)，在不同的來流風(fēng)速下，各階模態(tài)可能依次發(fā)生渦激共振。因此，研究柔性結(jié)構(gòu)各階模態(tài)渦振的起振風(fēng)速和最大振幅具有重要意義。雖然針對某階振動模態(tài)下的矩形及H形斷面渦振性能已有很多研究，但最大渦振振幅隨模態(tài)頻率、質(zhì)量阻尼參數(shù)、氣動阻尼等的變化規(guī)律還不明確。Scruton數(shù)即質(zhì)量阻尼參數(shù)是影響渦激振動的重要因素，&數(shù)會影響渦激振動鎖定區(qū)間和渦振振幅，但&數(shù)中的質(zhì)量參數(shù)和阻尼參數(shù)對渦激振動影響不同，缺乏質(zhì)量參數(shù)和阻尼參數(shù)與渦振鎖定區(qū)間、渦振振幅之間的關(guān)系。另外，在實(shí)際

5、風(fēng)作用下，沿橋軸線方向上的渦激力并不是完全相關(guān)的，特別是對于大跨橋梁，渦激力的空間相關(guān)性更加明顯，渦激力展向相關(guān)性的研究對渦振振幅預(yù)測有重要意義?；谝陨蠋讉€(gè)問題，本文主要進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的研究：(1)介紹了橋梁風(fēng)致振動的主要類型，特別是對渦激振動研究現(xiàn)狀做了概括，并對渦激振動的相關(guān)理論做了簡要的闡述。(2)對寬高比B／D=6的大小比例矩形斷面及B／D=5的H形斷面進(jìn)行節(jié)段模型渦激振動試驗(yàn)。相同質(zhì)量及阻尼比的同一模型在不同彈性懸掛頻率下的試驗(yàn)結(jié)果表明，矩形與H形斷面的豎向渦振振幅不隨懸掛頻率改變。(3)分別研究了質(zhì)量、阻尼參數(shù)對兩類斷面渦激共振的

6、影響。結(jié)果表明，在相同質(zhì)量下，兩類斷面的渦振振幅隨結(jié)構(gòu)阻尼比0的增加而顯著減??；而在相同結(jié)構(gòu)阻尼比蠡下，兩類斷面的最大豎向渦振振幅對質(zhì)量參數(shù)的交化都不敏感。．應(yīng)用斷面顫振導(dǎo)數(shù)分析了不同質(zhì)量下的氣動阻尼變化，在增加質(zhì)量的同時(shí)實(shí)際上降低了氣動模態(tài)阻尼比厶，因而可能引起最大渦振振幅對質(zhì)量變化不敏感。(4)矩形斷面風(fēng)洞試驗(yàn)觀測到的兩個(gè)豎向渦振區(qū)間，其最大振幅比約2．2。分別計(jì)算了兩個(gè)渦振區(qū)間內(nèi)與最大振幅對應(yīng)的氣動阻尼，結(jié)果表明在考慮氣動阻尼影響下應(yīng)用簡諧渦激力模型對最大振幅比進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)最大振幅比不與＆2成反比是因?yàn)閮蓚€(gè)區(qū)間最大振幅處氣動阻尼的差異。(5

7、)以矩形和H形斷面風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，運(yùn)用FLUENT對矩形和H形斷面進(jìn)行數(shù)值模擬，數(shù)值模擬結(jié)果和風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。(6)通過圓柱體風(fēng)洞試驗(yàn)，對渦激力展向相關(guān)性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明不同截面處900位置的展向相關(guān)性比180。位置處的展向相關(guān)性大，渦激力的展向相關(guān)性與振幅、雷諾數(shù)有關(guān)。關(guān)鍵詞：大跨度橋梁：渦激振動：Scruton數(shù)；渦激力：展向相關(guān)性碩士學(xué)位論文AbstractLong—spanbridgeshavemanynaturalmodes，andeachofthesemodesmaybeselectivelyexcitedbyvortex

8、sheddingatdifferentwindvelocities．Therefore，investigationonth