箱梁颤振的数值模拟及气动能量分析

发布时间：2017-10-22 18:20

  本文关键词：箱梁颤振的数值模拟及气动能量分析

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【摘要】：通过风洞试验测试了箱梁的颤振性能,根据流固弱耦合的计算策略并结合动网格技术模拟了箱梁的颤振过程。针对固体模型在流场中的运动受网格尺寸限制且易造成网格变形过大导致计算失败的问题提出了动网格弹簧系数分层设置的解决办法。给出了气流输入到振动模型的气动能量计算公式和模型表面区域气动能量比的定义,并从能量平衡的观点给出了颤振稳定判据。通过对振动模型气动能量特性的研究发现箱梁迎风侧风嘴是气动能量的主要输入部位,并且在一个完整的振动周期内气流输入到振动系统的能量不断增加,从而造成箱梁振动稳定性的丧失。将数值模拟获得的振动断面周围的流场采用了相位平均的方法进行了处理,分析了箱梁颤振状态下尾部旋涡的演化规律。应用本征正交分解技术(POD)分析了箱梁表面压力的空间分布特征。研究结果表明箱梁颤振过程中表面压力的主要组成部分向模型迎风侧的风嘴漂移。
【作者单位】： 华北水利水电大学土木与交通学院;同济大学桥梁工程系;康涅狄格大学土木工程学院;
【关键词】： 箱梁 颤振 气动能量 POD技术 动网格
【基金】：国家自然科学基金项目(51208197) 郑州市普通科技攻关项目(20130994)
【分类号】：U441.3
【正文快照】： 颤振是一种由流体诱发的振动,是流体与结构相互作用产生的不稳定气弹现象。从能量的角度来看处于气流中的振动桥梁断面与周围气流不断的进行着能量交换,其作用机制表现为空气输入到结构-气流系统中的能量与结构阻尼耗散能量之间的平衡关系,当输入到结构-气流系统中的能量小于

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本文编号：1079534