快速预测大跨度桥梁颤振临界风速的CFD-AM-CSD方法

发布时间：2018-01-17 18:10

  本文关键词：快速预测大跨度桥梁颤振临界风速的CFD-AM-CSD方法　出处：《土木工程学报》2014年07期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：提出一种基于CFD(computational fluid dynamics)计算和系统识别建立气动模型(aerodynamic model,简称AM),基于气动模型仿真和CSD(computational structural dynamics)耦合计算,快速预测大跨度桥梁颤振临界风速的CFD-AM-CSD方法。该方法先将桥梁在风作用下的流场处理成一个气动力系统,通过实现一种基于广谱激励强迫桥梁断面运动的CFD计算,并通过给定的桥梁运动位移和计算得到的气动力,基于系统识别获得桥梁主梁的气动力模型。然后将大跨度桥梁结构系统和主梁气动力系统组成AM-CSD气动弹性耦合系统,考察桥梁在初始位移激励条件和不同的来流风速下,耦合系统的位移和气动力响应之时域和频域特征,并最终预测大跨度桥梁的颤振临界风速。以主跨888m的虎门大桥为例,给出大桥的颤振临界风速和颤振形态,通过与风洞试验的对比,验证方法的可行性和高效性。
[Abstract]:A pneumatic model based on CFD(computational fluid dynamic calculation and system identification is proposed. Aerodynamic model. Based on aerodynamic model simulation and CSD(computational structural dynamics coupling calculation. The CFD-AM-CSD method for fast prediction of flutter critical wind speed of long-span bridges is presented. The flow field of the bridge under the action of wind is first treated as an aerodynamic system. In this paper, the CFD calculation of forced bridge section motion based on broad spectrum excitation is realized, and the aerodynamic force is obtained by the given displacement of bridge motion and the calculation of aerodynamic force. The aerodynamic model of the bridge girder is obtained based on the system identification. Then the AM-CSD Aeroelastic coupling system is composed of the long-span bridge structure system and the main girder aerodynamic system. The time-domain and frequency-domain characteristics of the displacement and aerodynamic responses of the coupled system under the initial displacement excitation conditions and different incoming wind speeds are investigated. Finally, the flutter critical wind speed of the long-span bridge is predicted. Taking the Humen Bridge with a main span of 888m as an example, the flutter critical wind speed and flutter form of the bridge are given, and compared with the wind tunnel test. Verify the feasibility and efficiency of the method.
【作者单位】： 湖南大学;同济大学土木工程防灾国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(51278191) 湖南省高校创新平台开放基金(13K016)
【分类号】：U441.3
【正文快照】： 引言桥梁跨度的不断增大使得其抗风问题越来越突出,为避免桥梁结构出现明显的风致振动,桥梁抗风设计是大跨度桥梁建设的重要内容。颤振是桥梁结构出现的发散性振动,将导致桥梁结构的灾难性破坏甚至倒塌,大跨度桥梁设计必须确保结构的颤振临界风速高于颤振检验风速。传统的桥梁

【参考文献】

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1 华旭刚,陈政清;桥梁风致颤振临界状态的全域自动搜索法[J];工程力学;2002年02期

【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：1437368