懸索橋鉸接式吊索渦激振動(dòng)氣動(dòng)干擾效應(yīng)數(shù)值分析.pdf

1、眾所周知，懸索橋是以承受拉力的纜索作為重要承重構(gòu)件的橋梁，是典型的柔性結(jié)構(gòu)，而由于懸索橋橋梁結(jié)構(gòu)自重輕，阻尼低，在常風(fēng)速的條件下，懸索橋橋梁及其構(gòu)件（如主梁、主纜、吊索等）極易發(fā)生渦激共振響應(yīng)，因此，對(duì)于懸索橋鉸接式吊索的渦激振動(dòng)研究是很有必要的，也是很有意義的。
　　為了探討用數(shù)值方法研究懸索橋吊索渦激振動(dòng)現(xiàn)象，本文以某大跨徑懸索橋鉸接式吊索為背景，采用計(jì)算流體力學(xué)軟件 CFX和 ANSYS結(jié)構(gòu)建模軟件Workbench相結(jié)合的

2、流固耦合模擬方法進(jìn)行懸索橋鉸接式吊索的渦激振動(dòng)數(shù)值模擬，模擬得到鉸接式吊索發(fā)生渦激共振時(shí)的相關(guān)參數(shù)，求出最大振幅及吊索發(fā)生渦激共振時(shí)的鎖定風(fēng)速，具有一定的工程實(shí)用價(jià)值。
　　首先，本文參考已有文獻(xiàn)分別建立了二維單圓柱繞流模型和二維單圓柱流固耦合模型，分別進(jìn)行了單圓柱繞流計(jì)算和單圓柱流固耦合計(jì)算，得到繞流及流固耦合的相關(guān)參量，并與已有參考文獻(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了本文所使用的流固耦合模擬方法的正確性；
　　其次，利用本文的建模

3、方法和流固耦合模擬方法建立并計(jì)算了并列兩圓柱在兩種不同湍流模型（RNGκ-ε和SSTκ-ω湍流模型）下的渦激振動(dòng)響應(yīng)，對(duì)這兩種不同的湍流模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析，得到相應(yīng)的結(jié)論：在進(jìn)行并列兩圓柱渦激振動(dòng)數(shù)值計(jì)算時(shí)，兩種湍流模型的結(jié)果存在一定差異，而且從結(jié)果可以看出SSTκ-ω湍流模型的數(shù)值模擬結(jié)果更加接近于實(shí)驗(yàn)值，SSTκ-ω湍流模型優(yōu)于RNGκ-ε湍流模型；
　　最后，利用本文的建模方法建立了某大跨徑懸索橋鉸接式吊索的二圓柱吊

4、索流固耦合模型，采用有限元軟件ANSYS對(duì)五種不同長(zhǎng)度的吊索（D39號(hào)、D41號(hào)、D44號(hào)、D46號(hào)和D49號(hào)吊索）進(jìn)行模態(tài)分析，以確定吊索的自振頻率，進(jìn)而確定吊索的剛度及阻尼；選取其中的三種吊索（D39號(hào)、D44號(hào)和D46號(hào)吊索）進(jìn)行渦激振動(dòng)仿真計(jì)算，分別計(jì)算了這三種不同長(zhǎng)度吊索的渦激振動(dòng)響應(yīng)，得到吊索發(fā)生渦激振動(dòng)的鎖定風(fēng)速，發(fā)生渦激振動(dòng)時(shí)吊索的最大振幅等，得到結(jié)論：D39號(hào)、D44號(hào)和D46號(hào)吊索發(fā)生渦激振動(dòng)的鎖定風(fēng)速依次增大，而D