近流线型断面静力三分力系数的雷诺数效应识别

基于软件平台FLUENT6.3,选用标准k-ε湍流模型配合壁面函数法,采用边界层网格计算了近流线型断面雷诺数为1.38×106的三分力系数,并将数值计算结果与高雷诺数风洞试验结果进行了比较,从中选取对三分力系数识别较好的计算网格计算不同雷诺数的三分力系数。结果表明:基于FLUENT 6.3的标准k-ε湍流模型配合边界层网格,当近壁面网格控制合理时,能较好地识别近流线型断面雷诺数大于6.0×105的三分力系数;当雷诺数小于6.0×105时,数值模拟结果不甚理想。

地面效应对近流线型断面涡激共振性能的影响

当桥面接近地面时,地面的存在会使断面的绕流情况与远离地面时不同,有可能对主梁在风荷载作用下的静力和动力响应产生不利的影响,而主梁离地高度将成为影响主梁气动性能的重要因素。基于风洞试验和计算流体动力学(CFD)相结合的方法,对存在地面效应的近流线型断面的涡激共振性能进行研究。首先,基于风洞试验获得近流线型断面在两种粗糙度地面、三种风攻角、四种离地高度下的涡激共振区间和振幅及其随离地高度的变化规律,试验结果表明,地面效应会使得涡激共振区间提前但涡激共振幅值有所减小。其次,采用CFD识别各试验工况下的断面的绕流特征、锁定区间和最大振幅,并通过静态和动态流场可视化分析,分析了地面效应对近流线型断面涡激振动的影响机理。

地面效应对近流线型断面静气动特性的影响

以风洞试验和计算流体动力学(CFD)相结合的方法,对存在地面效应的近流线型断面的静气动力特性(静三分力系数、St数)进行研究.首先,基于风洞试验获得近流线型断面在不同风攻角下的静气动参数随离地高度的变化规律,试验结果表明,地面效应将对断面静气动力特性产生不利影响.其次,采用CFD识别各试验工况下断面的绕流特征及静气动参数,分析了不同风攻角下地面效应对近流线型断面静力三分力系数的影响机理,数值分析表明,地面附面层带来的影响总体上减缓了桥梁下腹板与地面之间区域的流速,局部负压区的强度及尺度加强及增大,并增加了驻点处的压力.

近流线型断面三分力系数的数值模拟

CFD(计算流体力学)方法因其可重复性好,费用少,流动可视化等优点,目前在大跨度桥梁截面选型及抗风设计分析中越来越多的被应用。本文利用计算流体力学软件FLUENT,得到了某近流线型箱梁断面的静三分力系数,并利用后处理软件提取了+7°攻角下箱梁断面的速度、压强云图和流线分布图,为抗风计算提供依据。

典型箱梁下腹板倾角对桥梁静风稳定性能的影响

以大跨桥梁中常用的近流线型箱梁断面为研究对象,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,选取下腹板倾角这一关键几何参数进行研究,对比分析不同腹板倾角情况下的静风稳定性能,阐述静风失稳机理.研究结果表明,当下腹板倾角较小时,在底板与下游腹板交接处存在负压力区,可以产生向下的升力分量,从而降低升力系数;在一定的下腹板倾角范围内(9°~23°),竖向位移或扭转位移较小,有利于提高静风失稳临界风速.选用下腹板倾角较小(9°~23°)的断面,可有效增大上表面的正压力以及下表面的负压力,降低主梁的升力系数,降低阻力系数,从而达到提高静风稳定失稳风速的目的.