桥梁挡风屏基本单元多孔介质模型数值建模

张成玉1，2，陈晓丽1，2，许建林1，2，梅元贵1，2

(1.兰州交通大学 机电工程学院，甘肃 兰州 730070；

2.甘肃省轨道交通力学应用工程实验室，甘肃 兰州 730070)

摘要:基于桥梁挡风屏的基本开孔单元，采用基于有限体积方法的软件数值求解其周围的三维常物性定常不可压缩湍流流动，统计风速变化情况下挡风屏前后缓变流动截面上的压差，得到压差-风速特性曲线和多孔介质模型的黏性阻尼系数、惯性阻尼系数，研究结果表明: 开孔率20%和10%挡风屏的黏性阻尼系数与惯性阻尼系数,随着风速的增大,也随之增加,2种开孔路挡风屏的黏性阻尼系数与惯性阻尼系数范围在9.46~16.58,5.20~9.10;38.94~55.65,67.34~96.2，可为以后相关研究提供基础参考数据。

关键词：挡风屏；多孔介质模型；数值模拟；黏性阻尼系数；惯性阻尼系数

由于采取了降低轴重等轻量化措施，高速列车易受到自然风的影响，使侧风引起的列车稳定性问题近年来成为研究较多的重点课题之一[1]。为减缓风害，大风区线路建设工程中一般采取优化线路选线方案、加装挡风设施、建立大风监测预警系统、列车运行限速等综合防控措施[2-3]，其中挡风设施主要有不透风的挡风墙和可透风的挡风屏。路堑和路堤上多采用挡风墙，桥梁上多采用挡风屏以减小结构风载荷[4-6]。这些措施为确保高速列车安全通过大风区线路起到了较好的作用。国内外针对各种防风设施对高速列车的遮蔽效果开展了较多的研究。……