紊流强度与积分尺度对结构平均风压与脉动风压雷诺数效应影响研究
2018-04-13郭聪敏刘健新
郑州大学学报(工学版) 2018年2期
白 桦, 郭聪敏, 刘健新
(长安大学 公路学院公路大型结构安全教育部工程中心, 陕西 西安 710064)
0 引言
建筑结构位于大气边界层风场中,随着建筑高度增大,对风的敏感性会逐渐增强.目前高耸与大跨屋盖结构抗风性能研究主要依赖风洞试验.受模型尺寸和试验风速限制,风洞试验时的雷诺数量级与实际结构雷诺数量级存在明显差异,可能会导致某些气动响应测量误差.李加武研究了极端桥梁断面雷诺数效应,指出传统低雷诺数风洞试验得出的测力试验结果偏保守[1].为了弄清楚雷诺数效应会给土木结构风洞试验结果带来哪些影响,国内外学者进行了大量研究.Barre以诺曼底桥为研究对象,制作了三种不同缩尺比模型,研究雷诺数效应的影响,得到的三分力系数曲线不一致,特别是升力系数曲线,这表明升力系数对雷诺数较敏感[2].金挺通过试验发现扁平流线形断面雷诺数效应比较突出,随雷诺数变化,三分力系数变化幅度约为50%[3].Schewe通过钝体断面尾流形状研究雷诺数效应,认为雷诺数效应同样会使钝体断面产生30%左右的变化幅度[4].Tieleman研究了紊流风特性参数对钝体结构表面风荷载的影响,结果表明,只要模型的特征尺寸大于2倍紊流积分尺度,则积分尺度的影响会很小,但紊流强度反映了小尺度紊流的作用,对模型负压区结果的影响非常明显,需要严格模拟[5].Edward 通过研究紊流控制方法抑制试验时的雷诺数效应[6].Matsubara研究指出,在低……
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