刘祖军，贾明晓，杨詠昕

(1.华北水利水电学院，河南郑州 450011;2.同济大学 桥梁工程系，上海 200092)

H型断面周围流场的粒子图像测速试验及数值模拟

刘祖军1，贾明晓1，杨詠昕2

(1.华北水利水电学院，河南郑州 450011;2.同济大学 桥梁工程系，上海 200092)

采用粒子图像设备PIV(Particle Image Velocimetry)进行了雷诺数为9×104的H断面的绕流试验，揭示了作用在H型断面上的旋涡演化过程.选取基于雷诺时均方法(Reynolds Averaged Navier-Stokes Equations，RANS)的Realize k－e模型和三维大涡模型(3D－LES)这两种湍流模型进行了断面的绕流计算，并比较了数值计算结果与试验结果的差别.三维大涡模型能够充分地挖掘湍流信息，而Realize k－e模型的计算结果能够很好地体现旋涡的最主要特征，与试验结果吻合较好，在综合考虑计算的经济性和效率的前提下采用Realize k－e模型进行数值模拟能够满足工程应用的需求.

H型断面周围流场;雷诺时均湍流模型;三维大涡模型;粒子图像测试技术;旋涡

位于美国华盛顿州连接Tacoma和Olympic的第一座悬索桥——Tacoma大桥于1940年7月正式通车，在随后的几个月内该桥在微风的作用下出现较大振幅的竖向振动.1940年11月7日在小于20 m/s风速下该桥出现了不同于竖向振动的新运动形式——扭转振动，在持续的大幅扭转振动下桥梁折为两段跌入峡谷，从此拉开了桥梁抗风研究的序幕.国内外的众多学者对H型断面风振机理的探求从来没有停止过.Larsen［1］和 Green 等［2］分别以数值模拟和建立物理模型的方法从旋涡分布及其对结构作用方面解释了Tacoma大桥的风毁原因.

随着一种新的流场测量手……