本文選題：懸索橋　切入點(diǎn)：CFD　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著大跨度橋梁的廣泛運(yùn)用,其風(fēng)致振動(dòng)的敏感性問(wèn)題日益受到關(guān)注。在風(fēng)致振動(dòng)中,顫振對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的安全有非常大的隱患。本文針對(duì)顫振進(jìn)行重點(diǎn)研究,對(duì)于實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。首先,本文總結(jié)分析了橋梁風(fēng)毀病害案例及特征,介紹了風(fēng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的作用類型和作用方式,綜述了國(guó)內(nèi)外顫振理論的發(fā)展和研究現(xiàn)狀。介紹了 CFD數(shù)值模擬技術(shù),給出了流體的基本運(yùn)動(dòng)方程,簡(jiǎn)要介紹了數(shù)值模擬的方法,以及數(shù)值模擬運(yùn)用到的軟件。其次,介紹了湍流的數(shù)值模擬方法,介紹了某大跨度懸索橋的工程背景,以其主梁斷面為研究對(duì)象,建立三種湍流模型下的數(shù)值模型,利用Fluent進(jìn)行數(shù)值模擬,識(shí)別了斷面的8個(gè)顫振導(dǎo)數(shù),并與理論解對(duì)比,研究湍流模型對(duì)顫振導(dǎo)數(shù)識(shí)別的影響;改變湍流度,觀察在不同湍流度下的識(shí)別模擬表現(xiàn),研究湍流度對(duì)顫振導(dǎo)數(shù)識(shí)別精度的影響;改變強(qiáng)迫振動(dòng)振幅,觀察在不同振幅下的識(shí)別模擬表現(xiàn),探討了振幅對(duì)識(shí)別精度的影響。介紹了利用顫振導(dǎo)數(shù),計(jì)算懸索橋主梁顫振臨界風(fēng)速的方法。最后,建立基于全橋的ANSYS有限元模型,分析研究了懸索橋的動(dòng)力特性,獲取風(fēng)洞試驗(yàn)參數(shù)。通過(guò)主梁節(jié)段模型顫振性能的風(fēng)洞試驗(yàn),利用直接顫振法測(cè)定了結(jié)構(gòu)成橋及施工態(tài)的顫振臨界風(fēng)速,利用顫振導(dǎo)數(shù)計(jì)算了主梁顫振臨界風(fēng)速,分析評(píng)價(jià)了主梁的顫振穩(wěn)定性,在此基礎(chǔ)上提出氣動(dòng)優(yōu)化方案,并進(jìn)行試驗(yàn)比較。
[Abstract]:With the wide application of long-span bridges, the sensitivity of wind-induced vibration has been paid more and more attention. In wind-induced vibration, flutter has great hidden danger to bridge structure safety. It is of great significance for practical application. Firstly, this paper summarizes and analyzes the cases and characteristics of bridge wind damage disease, and introduces the type and mode of action of wind on bridge structure. This paper summarizes the development and research status of flutter theory at home and abroad, introduces the CFD numerical simulation technology, gives the basic equations of motion of fluid, briefly introduces the method of numerical simulation and the software used in numerical simulation. The numerical simulation method of turbulence is introduced, and the engineering background of a long-span suspension bridge is introduced. Taking the section of its main beam as the research object, the numerical models under three kinds of turbulence models are established, and the numerical simulation is carried out by using Fluent. Eight flutter derivatives of cross-section are identified, and compared with theoretical solutions, the influence of turbulence model on flutter derivative identification is studied. The effect of turbulence on the identification accuracy of flutter derivatives is studied, and the effect of amplitude on identification accuracy is discussed by changing the amplitude of forced vibration, observing the performance of identification simulation under different amplitudes, and introducing the use of flutter derivatives. Finally, the ANSYS finite element model based on the whole bridge is established, and the dynamic characteristics of the suspension bridge are analyzed, and the wind tunnel test parameters are obtained. The flutter critical wind speed of the bridge and its construction state is measured by direct flutter method. The flutter critical wind speed of the main beam is calculated by using flutter derivative, and the flutter stability of the main beam is analyzed and evaluated. On the basis of this, the aerodynamic optimization scheme is proposed. The experimental results were compared.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U441.3;U448.25

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1665018