隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)不斷向著細(xì)長(zhǎng)、輕柔和低阻尼的方向發(fā)展,在總結(jié)多次風(fēng)毀事故的基礎(chǔ)上,橋梁風(fēng)工程學(xué)逐漸發(fā)展起來(lái)。作為一種低風(fēng)速下發(fā)生頻繁的風(fēng)致振動(dòng),渦激振動(dòng)不僅會(huì)影響橋梁行車(chē)的舒適性和安全性,更有可能使橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞損傷,是橋梁風(fēng)工程研究中的重要一環(huán)。本文以某擬建的大跨度Π型小邊箱結(jié)合梁斜拉橋?yàn)閷?shí)際研究背景,首先使用ANSYS軟件建立該橋的有限元模型,計(jì)算了動(dòng)力特性,其主梁一階對(duì)稱豎彎頻率為0.2445Hz,一階對(duì)稱扭轉(zhuǎn)頻率為0.4047Hz。接著依據(jù)動(dòng)力特性計(jì)算結(jié)果,選擇合適縮尺比進(jìn)行了主梁節(jié)段模型的風(fēng)洞試驗(yàn)。靜力試驗(yàn)得到了主梁-12°⁺12°風(fēng)攻角下的三分力系數(shù)。而動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果表明,主梁在0°和+3°風(fēng)攻角下、16m/s²4m/s風(fēng)速區(qū)間內(nèi)發(fā)生了明顯的豎向渦激振動(dòng),最大振幅為144.3mm。然后對(duì)分別采用了5種氣動(dòng)控制措施的主梁進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn),通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析,偏角朝斜上方的3號(hào)風(fēng)嘴抑振效果最好。在CFD數(shù)值模擬的過(guò)程中,為了驗(yàn)證FLUENT軟件的適用性和參數(shù)設(shè)置的正確性,建立了二維方柱繞流模型。靜態(tài)繞流計(jì)算中,層流模型和SS...

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 橋梁的風(fēng)致振動(dòng)
        1.2.1 橋梁風(fēng)致振動(dòng)的類別
        1.2.2 渦激振動(dòng)簡(jiǎn)介
    1.3 橋梁渦激振動(dòng)的研究狀況
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 國(guó)內(nèi)外研究概況
    1.4 研究意義和內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 工程概況及橋梁動(dòng)力特性計(jì)算
    2.1 工程概況
        2.1.1 橋梁設(shè)計(jì)方案
        2.1.2 橋位風(fēng)場(chǎng)特性
    2.2 橋梁動(dòng)力特性計(jì)算
        2.2.1 基頻估算
        2.2.2 有限元模型參數(shù)設(shè)置
        2.2.3 動(dòng)力特性模擬計(jì)算結(jié)果
    2.3 本章小結(jié)
第3章 風(fēng)洞節(jié)段模型試驗(yàn)
    3.1 引言
        3.1.1 概述
        3.1.2 節(jié)段模型試驗(yàn)
    3.2 靜力三分力的測(cè)定
        3.2.1 風(fēng)荷載的三分力
        3.2.2 模型及試驗(yàn)設(shè)備
        3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.3 主梁節(jié)段模型渦振性能試驗(yàn)
        3.3.1 動(dòng)力節(jié)段模型系統(tǒng)
        3.3.2 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.4 氣動(dòng)優(yōu)化后主梁的渦振試驗(yàn)
        3.4.1 氣動(dòng)外形的控制措施
        3.4.2 加裝0 號(hào)風(fēng)嘴的試驗(yàn)結(jié)果
        3.4.3 加裝1 號(hào)風(fēng)嘴的試驗(yàn)結(jié)果
        3.4.4 加裝2 號(hào)風(fēng)嘴的試驗(yàn)結(jié)果
        3.4.5 加裝3 號(hào)風(fēng)嘴的試驗(yàn)結(jié)果
        3.4.6 加裝導(dǎo)流板的試驗(yàn)結(jié)果
        3.4.7 氣動(dòng)控制措施效果匯總
    3.5 本章小結(jié)
第4章 渦激振動(dòng)的數(shù)值模擬
    4.1 CFD數(shù)值模擬的基本理論
        4.1.1 流體流動(dòng)的控制方程
        4.1.2 湍流流動(dòng)
        4.1.3 邊界層理論
    4.2 FLUENT軟件介紹
        4.2.1 FLUENT總體計(jì)算流程
        4.2.2 湍流模型SST k-ω
        4.2.3 動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)
    4.3 方柱繞流的數(shù)值模擬
        4.3.1 計(jì)算域和邊界條件設(shè)置
        4.3.2 靜態(tài)方柱的繞流計(jì)算
        4.3.3 單自由度振動(dòng)方柱繞流計(jì)算
    4.4 Π型截面主梁繞流的數(shù)值模擬
        4.4.1 計(jì)算域和邊界條件設(shè)置
        4.4.2 主梁靜力三分力系數(shù)的計(jì)算
        4.4.3 單自由度振動(dòng)主梁繞流的數(shù)值模擬
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論及展望
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士研學(xué)期間發(fā)表的論文及參與的科研



本文編號(hào)：3754730