刘庆宽，邵 奇，郑云飞，李聪辉，马文勇，刘小兵

雷诺数对圆柱气动力和流场影响的试验研究

刘庆宽1，2，＊，邵 奇3，郑云飞3，李聪辉3，马文勇1，2，刘小兵1，2

（1.石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所，石家庄 050043；2.河北省大型结构健康诊断与控制重点实验室，石家庄 050043；3.石家庄铁道大学土木工程学院，石家庄 050043）

通过刚性模型测压风洞试验，研究了圆柱的气动阻力、气动升力系数和风压系数随雷诺数的变化规律，从流场分布的角度分析了气动力变化的原因，并研究了雷诺数影响下的流场在圆柱轴向的相关性。结果表明：在亚临界雷诺数区域，在时间平均上流场沿模型两侧呈对称分布，雷诺数对平均阻力系数和流场影响较小，平均升力系数基本为零。在临界雷诺数区域，随着特定区域大负压区的出现，流场不再对称，出现不容忽视的平均升力和脉动升力。在超临界雷诺数区域，随着对称侧大负压区的出现，流场恢复对称状态，平均升力基本消失。雷诺数对流场的轴向相关性有显著的影响。在雷诺数较低时（亚临界区域），卡门涡在轴向上的尺度相对较大，而随着雷诺数的提高，该尺度逐渐减小，各断面流场的相关性降低。

圆柱体；气动力；流场分布；雷诺数；轴向相关性

0 引 言

随着斜拉桥设计和施工工艺的发展，其跨径逐渐增大，斜拉索上的风荷载占全桥风荷载的比例也随之增大。以苏通长江大桥为例，在横向风的作用下，斜拉索上的风荷载对主梁位移和内力的贡献占整个风荷载的60%～70%［1］。……