以Ansys Fluent為平臺(tái),對(duì)二維兩自由度偏心橋梁斷面風(fēng)致振動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬研究。將Newmark-β法編程嵌入U(xiǎn)DF,在每一時(shí)間步上求解微分方程得到并更新物理量的方式實(shí)現(xiàn)自由振動(dòng)流固耦合。與非偏心橋梁節(jié)段模型相比,偏心節(jié)段模型動(dòng)力學(xué)方程式左右兩邊分別耦合,利用Newmark-β法求解矩陣形式的偏心兩自由度動(dòng)力學(xué)方程組并輸入簡(jiǎn)諧荷載進(jìn)行調(diào)試,對(duì)比數(shù)值解和解析解證明程序正確性。非偏心節(jié)段模型數(shù)值模擬顫振臨界風(fēng)速與其他學(xué)者實(shí)驗(yàn)得到的顫振臨界風(fēng)速高度一致,通過(guò)此模擬方法進(jìn)一步模擬偏心對(duì)橋梁節(jié)段模型的顫振穩(wěn)定性提高效果。通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)與沖擊. 2020,39(17)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

節(jié)段模型計(jì)算簡(jiǎn)圖

本文計(jì)算模型對(duì)應(yīng)實(shí)橋是位于丹麥的大貝爾特橋,此橋[9]東橋懸索橋部分主跨跨度為1 624 m,滿足二維片條假定,主梁梁寬B=31 m,高H=4 m,懸索橋斷面設(shè)計(jì)如圖2所示。2.2 模型及網(wǎng)格劃分

表1 實(shí)橋及模型參數(shù)Tab.1 Real bridge and model parameters 參數(shù) 相似比 實(shí)橋值 節(jié)段模型值 長(zhǎng)度L/m 1 624 1 寬度B/m 1/80 31 0.387 5 高度H/m 1/80 4 0.05 單位長(zhǎng)度質(zhì)量m/(kg·m-1) 1/802 23 687 3.701 單位長(zhǎng)度質(zhì)量慣矩I/(kg·m2·m-1) 1/804 2.501×105 0.061 豎彎頻率ωh/Hz 20 0.097 1.94 扭轉(zhuǎn)頻率ωα/Hz 20 0.27 5.4內(nèi)部剛性網(wǎng)格區(qū)域外為三角形可變形非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,作為動(dòng)網(wǎng)格區(qū)域。最外層為剛性結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格區(qū)域,尾流區(qū)域適當(dāng)加密,其他區(qū)域適當(dāng)放寬,既可保證渦脫區(qū)域計(jì)算精度,又可合理利用計(jì)算資源,節(jié)約計(jì)算成本。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于CFD和CSD耦合的渦激振和顫振氣彈模擬[J]. 李永樂(lè),朱佳琪,唐浩俊.  振動(dòng)與沖擊. 2015(12)
[2]有偏心橋梁斷面氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)識(shí)別的分段擴(kuò)階最小二乘迭代法[J]. 羅延忠,陳政清,韓艷.  工程力學(xué). 2007(04)
[3]橋梁斷面的氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)和顫振臨界風(fēng)速的數(shù)值計(jì)算[J]. 曹豐產(chǎn),項(xiàng)海帆,陳艾榮.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2000(01)
[4]大貝爾特懸索橋設(shè)計(jì)[J]. 萬(wàn)國(guó)朝.  國(guó)外公路. 1995(01)

博士論文
[1]橋梁風(fēng)效應(yīng)的數(shù)值方法及應(yīng)用[D]. 祝志文.中南大學(xué) 2002

碩士論文
[1]大跨度懸索橋施工階段顫抖振響應(yīng)及顫振機(jī)理研究[D]. 梁友科.長(zhǎng)安大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3305696