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《斜拉橋斜拉索二維渦激振動的數(shù)值模擬研究.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第37卷,第3期公路工程Vo1.37,No.32012年6月HighwayEngineeringJun.,2012斜拉橋斜拉索二維渦激振動的數(shù)值模擬研究季小勇,陳文禮(1.湖南省交通建設質量安全監(jiān)督管理局,湖南長沙410116;2.哈爾濱工業(yè)大學土木工程學院,黑龍江哈爾濱150090)[摘要]采用基于RANS方法的SST湍流模型對斜拉橋斜拉索二維(2D)模型渦致振動進行了數(shù)值模擬。2D模型建立和網(wǎng)格劃分通過專業(yè)前處理軟件ICEM—CFD來實現(xiàn)。保持2D模型的頻率不變,通過改變風速的方法來研究2D模型渦致振動的特性。研究了2D模型渦致振動的幅值,阻力系數(shù)以及鎖定區(qū)域隨約減阻尼變化的規(guī)
2、律。研究結果表明斜拉索2D模型發(fā)生渦致振動時其幅值隨著約減阻尼減小而增大,直至穩(wěn)定到一個常數(shù),同時通過比較發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬得到的2D模型幅值與試驗結果比較接近;鎖定區(qū)域隨約減風速減小而增大;同樣2D模型的平均阻力系數(shù)在鎖定區(qū)域隨著約減風速減小而增大。[關鍵詞]斜拉索;2D模型;SST湍流模型;數(shù)值模擬;渦致振動;鎖定[中圖分類號]Tu311.3;U448.27[文獻標識碼]A[文章編號】1674—0610(2012)03—0006—06Investigationonnumericalsimulationof2Dvortex.-inducedvibrationofastaycablein
3、cable-stayedbridgeusingaRANSmethodjIXiaoyong,CHENWenli(1.HunanProvinceAdministrationofQualityandSafetySupervisionAuthorityforCommunicationsCon—struction,Changsha,Hunan410116,China;2.HarbinInstitdteofTechnology,SchoolofCivilEngi—neering.Haerbin,Heilongjiang150090)[Abstract]2Dvortex-inducedvibra
4、tionofastaycableincable-stayedbridgewasnumericallysim-ulatedbyusingtheSSTturbulentmodelthatisbasedonaRANSmethod.The2Dmodelfoundationandgridpartitionwereachievedinthespecialpre—processorsoftwareICEM-CFD.Thecharacteristicsofvor-tex-inducedvibrationwereresearchedthroughchangingthevelocityoffluida
5、ndkeepingthe~equencyofthe2Dmodelconstant.Theamplitude,thedragcoefficientandthelock-inregionofthe2Dmodelthan-gingasthereduceddampingwasresearchedinthepaper.Theresultsindicatethattheamplitudeofthe2Dmodelincreaseswiththereduceddampingdecreasing,uptoaconstant;what~more,theresultsofnumericalsimulat
6、ionsareclosetotheexperiments.Thelock-inregionwidensasthereduceddampingdecreasing.Inthelock—inregiontheaveragedragcoefficientincreaseswiththereduceddampingdecrea—sing.[Keywords]Staycable;2Dmodel;SSTturbulencemodel;NumericalSimulation;Vortex.in—ducedvibration;Lock.in風洞試驗這一種傳統(tǒng)和主要的研究方法外,研究者0引言開始基于
7、空氣動力學原理,采用計算流體動力學技風工程的研究方法主要有風洞試驗、理論模型、術,使用數(shù)值模擬方法計算大氣邊界層中鈍體繞流,現(xiàn)場測試和數(shù)值模擬4種,其中數(shù)值模擬是最近從而形成一門新興交叉研究方向一計算風工程30a在前3種方法的基礎上逐步發(fā)展起來的。(ComputationalWindEngineering,CWE)。與傳統(tǒng)20世紀80年代以來,結構風工程研究除繼續(xù)采用的風洞試驗相比,數(shù)值模擬(數(shù)值風洞)有著不可言[收稿日期]2011—11—20[基金項目】國家自然科學