斜拉索上水線氣動性能的大渦模擬研究
本文選題:斜拉橋拉索 切入點:風(fēng)雨激振 出處:《土木工程學(xué)報》2014年10期
【摘要】:上水線在斜拉索上表面的形成是拉索發(fā)生風(fēng)雨激振的關(guān)鍵因素,目前上水線的形成機理尚不清楚,現(xiàn)有風(fēng)洞試驗方法難以研究作用在上水線上的風(fēng)致表面摩擦力。采用大渦模擬方法,針對帶上水線拉索模型,研究水線處在不同位置時,作用在拉索和上水線上的平均氣動力特性,得到作用在上水線上的風(fēng)致壓力和風(fēng)致表面摩擦力隨水線位置的變化規(guī)律。研究表明:上水線受到的摩擦氣動力與壓力氣動力為同一量級,在研究水線形成機理時不可忽略;在一定的來流風(fēng)速范圍內(nèi),摩擦氣動力和壓力氣動力的合力可使上水線穩(wěn)定在使拉索氣動力發(fā)生劇烈變化的位置;在過小的風(fēng)速下,水線不會穩(wěn)定在拉索表面;而過大的風(fēng)速會使水線遠離使拉索氣動力發(fā)生劇變位置。首次得到上水線摩擦氣動力系數(shù)隨水線位置角變化的曲線,有助于建立更準確的水線運動微分方程和更精細的拉索風(fēng)雨激振理論分析模型。
[Abstract]:The formation of water line on the upper surface of stay cable is the key factor of wind and rain induced vibration of cable. At present, the formation mechanism of upper water line is not clear, and the existing wind tunnel test method is difficult to study the wind induced surface friction acting on the line.Using the large eddy simulation method, the average aerodynamic characteristics of the waterline acting on the cable and the upper water line when the waterline is in different positions are studied in the light of the cable model along the belt.The variation of wind-induced pressure and wind-induced surface friction along the waterline is obtained.The results show that the friction aerodynamic force and the pressure aerodynamic force are of the same order of magnitude, so the formation mechanism of the waterline can not be ignored.The combined force of friction aerodynamic force and pressure aerodynamic force can make the upper waterline stable in the position where the aerodynamic force of the cable changes dramatically, and at too small wind speed, the waterline will not stabilize on the surface of the cable.Too high wind speed will make the waterline away from the cable aerodynamic force change position.For the first time, the curves of the friction aerodynamic coefficient of the upper waterline with the position angle of the waterline are obtained, which is helpful to establish a more accurate differential equation of waterline motion and a more precise theoretical analysis model of the wind and rain excitation of cables.
【作者單位】: 上海大學(xué);同濟大學(xué)土木工程防災(zāi)國家重點實驗室;
【基金】:高等學(xué)校博士學(xué)科點專項基金資助(20113108120024) 上海市教育委員會科研創(chuàng)新項目(14YZ004)
【分類號】:U448.27;U441.3
【參考文獻】
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