基于CFD的双幅桥梁气动干扰效应数值仿真
2013-11-13李素杰彭元诚
湖北工业大学学报 2013年2期
李 黎, 叶 醒, 李素杰, 彭元诚
(1 华中科技大学土木工程与力学学院, 湖北 武汉 430074;2 华中科技大学控制结构湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430074;3 中交第二公路勘察设计研究院有限公司,湖北 武汉430056)
双幅桥面桥梁由于主梁距离较近,在气流作用下,上游桥面与下游桥面之间存在一定的相互影响,这种影响被称为双幅桥面的“气动干扰效应”[1].国内外学者们对不同类型钝体绕流进行过大量的试验研究和数值模拟[2-5],研究结果表明钝体之间存在气动干扰效应,并会对其绕流特性产生严重影响.Akihiro Honda[6]通过节段模型风洞试验研究了Kansai International Airport Access Bridge的气动稳定性,结果表明桥面之间的气动干扰对桥梁的气动稳定性有明显的影响.郭春平、白桦[7]等通过计算流体动力学(CFD)的方法,研究了三水河特大连续刚构桥三分力系数气动干扰效应,发现气动干扰效应不容忽视.对于三分力系数的计算,目前主要采用风洞试验和CFD数值模拟研究两种方法,风洞试验具有成本高、周期长的局限性,随着计算机技术的发展,计算机流体力学(CFD)为双幅桥面主梁三分力系数气动干扰效应研究提供了一条捷径.本文基于CFD方法,以北盘江特大桥工程为背景,研究不同风速条件下主梁间距和风攻角对双幅桥主梁三分力系数气动干扰效应的影响.
1 计算模型和计算方法
1.1 基本思路与控制方程
三分力系数数值模拟的基本思路是将微分方程表示的数学模型离散为代数方程的形式,对代数方程求……
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