基于定常吸气的大跨桥梁风致颤振流动控制

发布时间：2018-08-09 16:44

【摘要】：颤振是一种具有极端破坏性的大跨度桥梁风致振动,对于大跨桥梁风致颤振的控制的研究一直是桥梁风工程领域学者关注的重点。本文利用定常吸气方法提升大跨度桥梁风致颤振稳定性,通过风洞试验和基于计算流体动力学的数值模拟相结合的方法研究定常吸气对于大跨桥梁颤振控制的有效性,并探讨桥梁颤振控制定常吸气方法的流动控制机理。具体研究工作包括:(1)定义了定常吸气控制参数,探讨了桥梁箱型主梁结构中定常吸气的实现方式,基于分离流颤振理论及已有文献研究结果分析了诱导大跨桥梁颤振发生的流场作用机理。(2)搭建了颤振导数识别自由振动试验系统,针对丹麦大贝尔特桥主梁刚性节段模型开展了颤振导数识别试验,分析了定常吸气对颤振导数及颤振临界风速的影响,验证了颤振稳定性定常吸气控制方法的有效性,探讨了各个定常吸气控制参数的变化对颤振控制效果的影响,获得了最优定常吸气控制参数。(3)针对丹麦大贝尔特桥主梁刚性节段模型谐波振动状态绕流流场进行了数值模拟,分析了定常吸气作用下桥梁主梁绕流流场特性及气动力做功特点,验证了定常吸气方法对桥梁颤振控制的有效性,初步揭示了定常吸气的颤振控制机理。
[Abstract]:Flutter is an extremely destructive wind-induced vibration of long-span bridges. The research on wind-induced flutter control of long-span bridges has always been the focus of attention in the field of bridge wind engineering. In this paper, the steady suction method is used to improve the wind-induced flutter stability of long-span bridges. The effectiveness of steady suction on flutter control of long-span bridges is studied by wind tunnel test and numerical simulation based on computational fluid dynamics. The flow control mechanism of the steady suction method for bridge flutter control is also discussed. The specific research work includes: (1) the parameters of steady inspiratory control are defined, and the realization mode of steady inspiratory in bridge box girder structure is discussed. The mechanism of flutter induced flutter in long-span bridges is analyzed based on the flutter theory of separated flow and the results of previous literatures. (2) A flutter derivative identification system for free vibration is established. A flutter derivative identification test is carried out for the rigid segment model of the main girder of the Grand Belt Bridge in Denmark. The effect of steady suction on flutter derivative and flutter critical wind speed is analyzed, and the effectiveness of the steady suction control method for flutter stability is verified. The influence of the parameters of steady suction control on flutter control is discussed, and the optimal parameters of steady inspiratory control are obtained. (3) the numerical simulation of the flow field around the harmonic vibration state of the rigid segment model of the main girder of the Grand Belt Bridge in Denmark is carried out. The characteristics of flow field and aerodynamic work around the bridge main beam under steady suction are analyzed. The effectiveness of the steady suction method for bridge flutter control is verified and the flutter control mechanism of steady suction is preliminarily revealed.
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U441.3

【参考文献】

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本文编号：2174698