当前位置:主页 > 科技论文 > 路桥论文 >

西部山区某悬索桥桥址处风环境实测及CFD数值模拟

发布时间:2018-01-15 08:31

  本文关键词:西部山区某悬索桥桥址处风环境实测及CFD数值模拟 出处:《重庆大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 平均风特性 湍流强度 阵风因子 紊流功率谱 CFD数值模拟


【摘要】:进入21世纪后,我国基础设施建设日益加快,交通网络越来越复杂。尤其是西部开发战略的实施,使得我国西部建设焕发新的生机,大型桥梁建设,跨度越来越大,型式越来越多样化。然而由于西部山区本身地形的复杂性,导致地区风场特性差异较为明显,而对于大跨度桥梁而言,桥梁抗风始终是整个桥梁设计的重中之重,对于合理确定桥梁设计的基本风速,桥梁风剖面,以及桥梁脉动风特性是桥梁设计者考虑桥梁结构风致振动的基础,也是桥梁抗风设计的首要问题。本次风场研究工作是以寸滩长江大桥(主跨880米的悬索桥)的建设为依托,通过对现场实测风速数据的分析以及利用大型流体计算软件Fluent进行桥址区风场数值模拟来求得风场特性参数。从现场风速实测分析,主要是通过对现场桥塔施工塔架外伸角钢每隔10米安装风速仪,并将风速采集仪安置在塔架中间,连续采集风速数据,对风速数据进行相应的统计分析,以得到桥址区实测的风场特性。主要的风场特性包括脉动风特性及平均风特性。平均风特性包括确定100年重现期下的基本风速,平均风向角、平均风攻角随时间的变化规律和风玫瑰图;脉动风特性则主要研究了脉动风速的湍流强度、阵风因子,紊流积分尺度以及采用和规范相一致的风速谱拟合得到桥址区实际风速功率谱。从数值模拟角度分析风场特性,首先利用Google地图精确的导出桥址区三维地形坐标值,再利用逆向软件imageware对上面得到的三维坐标进行自由曲面拟合,得到桥址区的地形图,将得到的地形图再次导入到Fluent的前处理软件Gambit中建立桥址区风场模型,然后利用其网格划分功能对数值风场实现网格划分操作,完成后将Mesh文件导出,然后再Fluent中设置相关计算参数,利用Fluent自带的编程UDF实现入口风剖面的导入,实现对三维风场的计算,最后导出桥面处速度云图等一系列重要计算结果。对计算得到的结果与实测数据分析的结果以及规范值进行对比分析,得到桥址处风环境特性参数。
[Abstract]:After 21th century, the infrastructure construction of our country is accelerating day by day, the traffic network is more and more complex. Especially, the implementation of the strategy of western development makes the western construction of our country radiate new vitality, the large-scale bridge construction. However, because of the complexity of terrain in the western mountainous area, the difference of wind field characteristics is obvious, but for the long-span bridge. Bridge wind resistance is always the most important part of the whole bridge design. The basic wind speed, the bridge wind profile and the bridge pulsating wind characteristics are the basis for bridge designers to consider the wind-induced vibration of bridge structure. The wind field research work is based on the construction of the Putan Yangtze River Bridge (the main span of the suspension bridge of 880 meters). The wind field characteristic parameters are obtained by analyzing the field wind speed data and using the large-scale fluid calculation software Fluent to simulate the wind field in the bridge site. It is mainly through installing anemometer every 10 meters to the tower frame extension angle steel in the construction of the bridge tower on the spot and placing the wind speed collector in the middle of the tower to collect the wind speed data continuously and to carry on the corresponding statistical analysis to the wind speed data. The main wind field characteristics include pulsating wind characteristics and average wind characteristics. The average wind characteristics include the determination of the basic wind speed and the average wind direction angle during the 100-year recurrence period. The variation of the mean wind attack angle with time and the wind rose chart; The characteristics of pulsating wind are mainly studied on turbulence intensity and gust factor of pulsating wind speed. The actual wind power spectrum of bridge site is obtained by fitting the turbulent integral scale and wind speed spectrum which is consistent with the standard. The wind field characteristics are analyzed from the point of view of numerical simulation. Firstly, the 3D terrain coordinates of the bridge site are accurately derived by Google map, and then the 3D coordinates are fitted by the reverse software imageware. The topographic map of the bridge site area is obtained, and then the topographic map is imported into the pre-processing software Gambit of Fluent to establish the wind field model of the bridge site area. Then the meshing operation of numerical wind field is realized by using its mesh division function, and the Mesh file is exported after completion, and then the relevant calculation parameters are set in Fluent. The introduction of inlet wind profile and the calculation of 3D wind field are realized by using Fluent's own programming UDF. Finally, a series of important calculation results, such as velocity cloud map at the bridge deck, are derived. The calculated results are compared with the analysis results of the measured data and the standard values, and the wind environment characteristic parameters at the bridge site are obtained.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U446;U448.25

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李正农;刘艳萍;王莺歌;苏万林;;近地边界层脉动风数值模拟[J];湖南大学学报(自然科学版);2010年04期

2 武占科;赵林;朱乐东;葛耀君;;“罗莎”(0716)台风高空实测脉动风特性分析[J];空气动力学学报;2010年03期

3 李英民,赖明,赵青,张川;脉动风特性及其仿真研究[J];工程力学;1993年04期

4 龚靖,贾瑞庆,田雷;脉动风作用下的输电塔架的弯曲响应[J];东北电力学院学报;1999年02期

5 胡晓红,葛耀君,庞加斌;上海“派比安”台风实测结果的二维脉动风谱拟合[J];结构工程师;2002年02期

6 张希黔;葛勇;严春风;晏致涛;;脉动风场模拟技术的研究与进展[J];地震工程与工程振动;2008年06期

7 赵建昌;刘爱平;尚歆;邹立华;;基于小波重构的脉动风合成及特性研究[J];振动与冲击;2008年06期

8 徐旭;屈应辉;刘玉;;两类建筑结构脉动风场的数值模拟[J];上海大学学报(自然科学版);2009年02期

9 宋文涛;王志骞;孟超;潘翠;;悬索拉线塔(塔线耦合模型)脉动风分析[J];钢结构;2012年06期

10 黄伟文;张谢东;;脉动风的数值模拟[J];交通科技;2014年04期

相关会议论文 前10条

1 张顺宝;;结构脉动风模拟研究[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年

2 朱伟亮;杨庆山;;近地脉动风场数值模拟的可行性研究[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集(下册)[C];2009年

3 周绪红;潘英;;顺风向脉动风作用下高层交错桁架结构的动力反应分析[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年

4 唐意;顾明;金新阳;;矩形截面高层建筑扭转方向脉动风力 I:基本特征[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集(上册)[C];2007年

5 刘毛方;邓华;;基于风洞测压数据的大跨屋盖结构脉动风特性分析[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年

6 陈贤川;董石麟;;脉动风作用下结构基本模态的定义和识别[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年

7 李正农;刘艳萍;;近地风场数值模拟的研究[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集(上册)[C];2009年

8 黄帅;宋波;贺文山;韦伟;;考虑脉动风影响的风电塔风致动力响应数值分析与现场监测比较[A];第六届全国防震减灾工程学术研讨会论文集(Ⅰ)[C];2012年

9 李英民;王金海;;脉动风仿真软件PWSS的研制[A];土木工程计算机应用文集——中国土木工程学会计算机应用学会第五届年会论文集[C];1993年

10 李利孝;肖仪清;宋丽莉;;港珠澳大桥工程A塔脉动风特性研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年

相关博士学位论文 前2条

1 刘章军;工程随机动力作用的正交展开理论及其应用研究[D];同济大学;2007年

2 余志祥;高速铁路大型客站建筑风荷载及流固耦合作用研究[D];西南交通大学;2011年

相关硕士学位论文 前9条

1 童yN巍;矮寨大桥桥址区脉动风特性及高斯条件模拟研究[D];湖南科技大学;2015年

2 周鸥杰;西部山区某悬索桥桥址处风环境实测及CFD数值模拟[D];重庆大学;2015年

3 崔军强;脉动风场中跃移运动的数值模拟[D];兰州大学;2013年

4 刘艳萍;近地边界层风场模拟与预测研究[D];湖南大学;2010年

5 蔡洪昌;考虑脉动风和耦合效应的高层建筑结构风振CFD数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2012年

6 闫光虎;风沙跃移运动中若干问题的数值研究[D];兰州大学;2008年

7 翟松青;脉动风场中烟雾模拟方法的优化研究[D];燕山大学;2010年

8 吴康;新疆杨风致随机振动的研究[D];北京林业大学;2013年

9 李洪亭;D3Q7晶格离散三维脉动风场中的飘雪模拟[D];燕山大学;2010年



本文编号:1427574

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/1427574.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户40142***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com