湍流度对斜拉索雷诺数效应影响的试验研究
发布时间：2021-06-06 04:09
大跨度斜拉桥斜拉索为典型的风敏感结构,并且处在复杂的湍流环境中,来流湍流度对斜拉索的气动性能影响十分显著。对斜拉索模型在不同湍流度下进行风洞试验,测得斜拉索的表面压力,对比分析同一湍流度下斜拉索气动力系数随雷诺数的变化规律,以及同一雷诺数斜拉索气动力系数随湍流度的变化规律。结果表明:湍流度使得雷诺数效应提前,湍流度越大,气动参数的雷诺数效应提前的越多;湍流度增加,迎风侧脉动风压系数也会增大;雷诺数越小,不同湍流度下斜拉索的压力系数值相差越大,而在大雷诺数下,其值越接近。
【文章来源】：振动与冲击. 2019,38(23)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
风洞结构平面图
不同湍流度下斜拉索模型的平均阻力系数和脉动阻力系数随雷诺数的变化如图2和图3所示。由图2可见当来流为均匀流的时候,在亚临界状态,平均阻力系数基本保持在1.0左右;随着雷诺数的增加,大概在3.5×105左右进入临界状态时,平均阻力系数开始大幅度下降,下降到最低点之后保持平稳。而当来流湍流度为2.4%时,平均阻力系数在雷诺数大约为1.1×105时就开始大幅度下降了,并且在雷诺数约为2.4×105时平均阻力系数就已经下降到最低点并保持稳定。当湍流度增加到4.5%时,在试验测得的最小雷诺数约为8.0×104时平均阻力系数就已经处于迅速下降的阶段了,而在雷诺数约为1.8×105时下降到最低点。当湍流度继续增加到11.0%时,在雷诺数约为1.0×105时平均阻力系数就已经下降到最低点进入超临界状态。由此可见,湍流度的存在使得斜拉索的雷诺数效应提前,并且湍流度越大气动参数的雷诺数效应提前的越明显。图3 脉动阻力系数曲线
图2 平均阻力系数曲线由图3可以看出,湍流度对斜拉索的脉动阻力系数有着非常明显的影响。当来流为均匀流的时候,在雷诺数小于3.3×105范围内,脉动阻力系数变化幅度较小;当雷诺数在3.3×105与3.7×105之间时,脉动阻力系数出现波动,之后又迅速下降到0.05左右。当湍流度为2.4%时,脉动阻力系数在雷诺数小于2.4×105时下降幅度较大,由0.23下降到0.08左右。随着湍流度的增加,脉动阻力系数变化幅度也相应增加,下降到最低点时对应的雷诺数也相应减小。当湍流度为4.5%时脉动阻力系数在雷诺数为8.0×104时就已经开始下降,最终下降到0.05,此时的雷诺数约为1.8×105。当湍流度继续增加到11.0%时,在雷诺数约为1.0×105时脉动阻力系数就已经下降到最低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]端部状态对斜拉索节段模型气动特性的影响[J]. 郑云飞,刘庆宽,刘小兵,马文勇. 工程力学. 2017(S1)
[2]斜拉索干索驰振机理的数值模拟与试验研究[J]. 李寿英,曾庆宇,温晓光,陈政清. 振动与冲击. 2017(11)
[3]三维覆冰斜拉索风致振动驰振分析[J]. 谭冬梅,王凯丽,瞿伟廉,韩玲,高远志. 振动与冲击. 2016(07)
[4]来流湍流度对圆柱绕流特性的影响[J]. 况中华. 河北工程大学学报(自然科学版). 2013(03)
[5]考虑雷诺数效应的斜拉索气动力试验研究[J]. 刘庆宽,乔富贵,张峰. 土木工程学报. 2011(11)
[6]斜拉桥的拉索纵桥向风荷载计算方法研究[J]. 裴岷山,张喜刚,朱斌,侯斌,刘昌鹏. 中国工程科学. 2009(03)
[7]千米级斜拉桥长索架设技术[J]. 饶华容,邓惠斌. 中国工程科学. 2009(03)
[8]不同风向角下斜拉桥拉索模型测压试验研究[J]. 顾明,杜晓庆. 振动与冲击. 2005(06)
[9]斜拉索的阻力系数研究[J]. 王卫华,李明水,陈忻. 空气动力学学报. 2005(03)
[10]超长斜拉索风阻系数及风雨激振的试验研究[J]. 李文勃,林志兴,杨立波. 振动、测试与诊断. 2005(02)
本文编号：3213573
【文章来源】：振动与冲击. 2019,38(23)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
风洞结构平面图
不同湍流度下斜拉索模型的平均阻力系数和脉动阻力系数随雷诺数的变化如图2和图3所示。由图2可见当来流为均匀流的时候,在亚临界状态,平均阻力系数基本保持在1.0左右;随着雷诺数的增加,大概在3.5×105左右进入临界状态时,平均阻力系数开始大幅度下降,下降到最低点之后保持平稳。而当来流湍流度为2.4%时,平均阻力系数在雷诺数大约为1.1×105时就开始大幅度下降了,并且在雷诺数约为2.4×105时平均阻力系数就已经下降到最低点并保持稳定。当湍流度增加到4.5%时,在试验测得的最小雷诺数约为8.0×104时平均阻力系数就已经处于迅速下降的阶段了,而在雷诺数约为1.8×105时下降到最低点。当湍流度继续增加到11.0%时,在雷诺数约为1.0×105时平均阻力系数就已经下降到最低点进入超临界状态。由此可见,湍流度的存在使得斜拉索的雷诺数效应提前,并且湍流度越大气动参数的雷诺数效应提前的越明显。图3 脉动阻力系数曲线
图2 平均阻力系数曲线由图3可以看出,湍流度对斜拉索的脉动阻力系数有着非常明显的影响。当来流为均匀流的时候,在雷诺数小于3.3×105范围内,脉动阻力系数变化幅度较小;当雷诺数在3.3×105与3.7×105之间时,脉动阻力系数出现波动,之后又迅速下降到0.05左右。当湍流度为2.4%时,脉动阻力系数在雷诺数小于2.4×105时下降幅度较大,由0.23下降到0.08左右。随着湍流度的增加,脉动阻力系数变化幅度也相应增加,下降到最低点时对应的雷诺数也相应减小。当湍流度为4.5%时脉动阻力系数在雷诺数为8.0×104时就已经开始下降,最终下降到0.05,此时的雷诺数约为1.8×105。当湍流度继续增加到11.0%时,在雷诺数约为1.0×105时脉动阻力系数就已经下降到最低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]端部状态对斜拉索节段模型气动特性的影响[J]. 郑云飞,刘庆宽,刘小兵,马文勇. 工程力学. 2017(S1)
[2]斜拉索干索驰振机理的数值模拟与试验研究[J]. 李寿英,曾庆宇,温晓光,陈政清. 振动与冲击. 2017(11)
[3]三维覆冰斜拉索风致振动驰振分析[J]. 谭冬梅,王凯丽,瞿伟廉,韩玲,高远志. 振动与冲击. 2016(07)
[4]来流湍流度对圆柱绕流特性的影响[J]. 况中华. 河北工程大学学报(自然科学版). 2013(03)
[5]考虑雷诺数效应的斜拉索气动力试验研究[J]. 刘庆宽,乔富贵,张峰. 土木工程学报. 2011(11)
[6]斜拉桥的拉索纵桥向风荷载计算方法研究[J]. 裴岷山,张喜刚,朱斌,侯斌,刘昌鹏. 中国工程科学. 2009(03)
[7]千米级斜拉桥长索架设技术[J]. 饶华容,邓惠斌. 中国工程科学. 2009(03)
[8]不同风向角下斜拉桥拉索模型测压试验研究[J]. 顾明,杜晓庆. 振动与冲击. 2005(06)
[9]斜拉索的阻力系数研究[J]. 王卫华,李明水,陈忻. 空气动力学学报. 2005(03)
[10]超长斜拉索风阻系数及风雨激振的试验研究[J]. 李文勃,林志兴,杨立波. 振动、测试与诊断. 2005(02)
本文编号：3213573
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