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流线形箱梁颤振稳定性数值分析及气动控制措施研究

彭寅  
【摘要】:现代桥梁不断向着更大、更柔的方向发展,结构刚度和阻尼越来越小,对风的作用更加敏感,因此桥梁的抗风性能的研究具有较大实际意义和工程价值。近年来兴起的计算流体动力学(CFD)日趋成熟,在一定程度上取代了风洞试验,成为研究大跨度桥梁抗风稳定性的一种重要方式。 本文基于CFD通用软件Fluent,对桥梁风效应的研究主要概括为以下几个方面: 1、根据分状态强迫振动下识别气动导数的最小二乘法和确定颤振临界风速的半逆解法,编制了相应的Matlab程序,以理想平板经典算例验证了自编程序的可靠性。 2、结合动网格技术,建立了某流线形箱梁流场数值仿真模型。识别了流线形箱梁的气动导数、颤振临界风速,数值计算值和风洞试验值基本接近。 3、研究了中央稳定板高度对流线形箱梁的气动稳定性能的影响。分别从流场特性、气动导数和临界风速三个方面进行了探讨分析,结果表明稳定板高度在0.4倍梁高范围内时,设置稳定板能提高流线形箱梁的颤振稳定性。 4、研究了开槽宽度对流线形箱梁的数值流场特性、气动导数和颤振临界风速的影响。结果表明中央开槽措施能提高颤振临界风速,并存在最优开槽宽度。


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