CFD方法在大跨度橋梁氣動控制措施研究中的應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代高強度材料以及設(shè)計理論和施工技術(shù)的發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)正向大跨、輕柔的方向發(fā)展，這使風對橋梁的作用愈加明顯，風荷載已經(jīng)成為現(xiàn)代橋梁設(shè)計的控制荷載之一。自1940年美國舊Tacoma橋因風致振動失穩(wěn)倒塌以來，利用控制措施改善橋梁氣動穩(wěn)定性的研究己引起極大的關(guān)注，而出于經(jīng)濟，方便與美觀的考慮，在主梁上采取一些氣動措施，是振動控制研究的重點。 本文首先闡述了大跨度橋梁風致振動國內(nèi)外研究狀況，介紹了大跨度橋梁風致振動控制的幾種方法，總

2、結(jié)了針對主梁斷面的幾種有效的氣動控制措施，運用二維三自由度方法和以往風洞試驗分析結(jié)果論述了兩種常用的氣動控制措施一邊緣風嘴措施和中央開槽措施的顫振控制機理與控制作用，證明了氣動控制措施對顫振控制的有效性。 本文進而著重運用了CFD方法對大跨度橋梁的抗風性能進行了探討和研究，介紹了流體力學的研究手段及控制方程，敘述了ANSYS軟件中FLOTRAN CFD的分析種類與使用步驟，并利用ANSYS建立了蘇通大橋主梁斷面的有限元模型，采用

3、雷諾時均N-S方程，引入標準K-ε雙方程湍流模型對斷面進行數(shù)值模擬，提取了斷面在不同攻角下的靜力三分力系數(shù)，并將計算結(jié)果與風洞試驗值進行了對比，同時也作出了斷面周圍流場的壓強分布圖與速度分布圖。對比結(jié)果顯示，用CFD方法計算出的三分力系數(shù)與試驗值吻合的相當好，有力的證明了ANYSYS中CFD的強大功能與計算結(jié)果的可靠性。 結(jié)合前面所作內(nèi)容，本文進一步運用CFD方法研究了采取氣動措施后各種主梁斷面的抗風性能，重點考慮了兩種氣動措施