基于CFD的人行悬索桥气动干扰效应数值仿真

发布时间：2018-03-04 14:41

  本文选题：人行悬索桥　切入点：计算流体力学　出处：《河北大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目前的人行悬索桥由于其刚度和阻尼较小,从而造成抗风稳定性能较低,无法保证人们对于安全问题的需求。因此为能够较好地解决该问题,本文采用有限体积法对不同截面的悬索桥受气流随机荷载扰动性的影响进行了数值仿真。本文以张家界玻璃桥为研究对象,运用流体计算软件中的κ-ε湍流模型和N-S方程,对三种不同横断面悬索桥进行求解。首先,对其现有主梁(分离式双箱截面)横断面进行了数值模拟,得到其结果并不理想。其次,对张家界玻璃桥主梁的断面形式进行了优化设计,将其改为常规流线型断面进行数值仿真,并将该结果与最初断面进行了对比,结果表明常规流线型断面形式要比分离式断面形式受气流扰动较小。最后,计算了椭圆流线型桥梁断面,并通过分析这三种主梁断面得到椭圆流线型主梁断面受气流扰动性最小。总之,在设计、建设悬索桥主梁时,将主梁断面设计为椭圆流线型,可以减少流经悬索桥主梁断面的气流的分离,进而提高其气动性能,改善其抗风稳定性。
[Abstract]:Due to its low stiffness and damping, the current pedestrian suspension bridge has lower wind stability and can not guarantee the need for safety. Therefore, the problem can be solved better. In this paper, the finite volume method is used to simulate the influence of random air load on suspension bridges with different sections. Taking Zhangjiajie glass bridge as an object of study, the 魏-蔚 turbulence model and N-S equation are used in fluid calculation software. Three kinds of different cross-section suspension bridges are solved. Firstly, numerical simulation of the existing main girder (split double-box section) is carried out, and the results are not satisfactory. The section form of the main girder of Zhangjiajie glass bridge is optimized and changed into a conventional streamlined section for numerical simulation, and the result is compared with the original section. The results show that the conventional streamlined section is less disturbed by the air flow than the split section. Finally, the elliptical streamline section of the bridge is calculated. By analyzing the three sections of the main beam, it is found that the section of the elliptical streamline main beam is least disturbed by the airflow. In short, when designing and constructing the main girder of the suspension bridge, the section of the main beam is designed as the elliptical streamline type. The separation of air flow through the main girder section of suspension bridge can be reduced, and its aerodynamic performance and wind-resistant stability can be improved.
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U448.25

【参考文献】

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本文编号：1566067