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扁平箱梁断面颤振导数的数值分析

李桂林  
【摘要】: 随着计算速度的迅速发展,基于计算流体动力学的数值方法正在不断发展,虽然这些方法还不能完全取代风洞试验,但已经成为研究风对大跨度桥梁作用的一种重要手段。 本文借助数值方法所作的关于桥梁风效应的研究主要概括为以下几个方面: 1、详细介绍了分状态强迫振动法识别桥梁截面的颤振导数方法,以及采用Scanlan颤振临界风速识别方法计算桥梁颤振临界风速。 2、采用分状态强迫振动法识别了理想平板的颤振导数,计算结果与Theodorsen理论解的偏差较小。 3、采用分状态强迫振动法计算了某扁平箱梁的颤振导数,其计算结果和节段模型风洞试验结果一致性较好。同时采用数值算法识别的颤振临界风速也很靠近全桥气动弹性模型风洞试验值。 4、分析考虑稳定板对梁体颤振导数及颤振临界风速的影响。从计算结果比较可以看出,中央稳定板的存在大大改变了梁体周围的流场特性,提高了桥梁的颤振临界风速,对桥梁的颤振稳定性产生有利影响。 与风洞试验相比,本文阐述的数值方法研究桥梁的颤振作用,无需昂贵的风洞试验设备和测量仪器,可重复性好,相对风洞试验而言,具有周期短、费用低等特点。采用本文所阐述的数值模拟方法和风洞试验结果相结合,两者相互验证,可更准确地对桥梁主梁截面的颤振稳定性进行评估。


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