山区桥址风特性及高墩大跨桥梁风致振动研究

声明

第 1 章 绪论

1.1 概述

1.2 地形模型过渡段线形研究现状

1.3 山区风特性研究现状

1.3.1 简单地形风特性研究

1.3.2 实际桥址地形模型风洞试验

1.3.3 实际桥址地形模型数值模拟

1.4 高墩大跨桥梁抖振分析研究现状

1.5 风障气动选型研究现状

1.6 研究背景与内容

1.6.1 研究背景

1.6.2 研究内容

第 2 章 地形模型边界过渡段二维数值模拟优化

2.1 引言

2.2 评价指标与评价方法

2.2.1 评价指标

2.2.2 基于关联度的权重确定方法

2.3 流体力学控制方程及湍流模型

2.3.1 流体力学控制方程

2.3.2 湍流模型

2.4 地形模型过渡段外形二维数值模拟

2.4.1 计算域与求解参数

2.4.2 工况设置

2.4.3 数值模拟结果

2.5 地形模型过渡段最优过渡段选取

2.5.1 计算过程

2.5.2 结果验证

2.6 本章小结

第 3 章 山区桥址地形模型风洞试验

3.1 引言

3.2 工程简介

3.3 试验概况

3.3.1 试验模型

3.3.2 试验装置

3.3.3 试验工况

3.4 试验结果与分析

3.4.1 主梁高度处横桥向风速

3.4.2 主梁高度处风攻角

3.4.3 沿桥跨不同位置风剖面

3.4.4 沿桥跨不同位置湍流度

3.5 本章小结

第 4 章 山区桥址地形模型三维数值模拟

4.1 引言

4.2 山区桥址地形模型三维数值模拟

4.2.1 湍流模型

4.2.2 计算域与求解参数设置

4.2.3 网格与网格无关性验证结果

4.3 山区地形平均风特性数值模拟结果

4.3.1 主梁高度处横桥向风速

4.3.2 主梁高度处风攻角

4.3.3 沿桥跨不同位置风剖面

4.4 过渡段效果流场可视化

4.4.1 风速

4.4.2 湍动能

4.4.3 风攻角

4.5 本章小结

第 5 章 高墩大跨度桥梁变截面桥墩气动力测压试验

5.1 引言

5.2 试验概况

5.3 基本概念

5.4 桥墩典型断面力系数

5.4.1 均匀流场桥墩典型断面力系数随风偏角的变化

5.4.2 紊流场桥墩典型断面力系数随风偏角的变化

5.4.3 均匀流场桥墩典型断面力系数随风攻角的变化

5.5 表面压力系数

5.5.1 表面压力系数随风偏角的变化

5.5.2 表面压力系数随风攻角的变化

5.6 顺桥向力系数均方根

5.6.1 均匀流场顺桥向力系数均方根

5.6.2 紊流场顺桥向力系数均方根

5.6.3 不同风攻角顺桥向力系数均方根

5.7 本章小结

第 6 章 山区桥梁大攻角下风障气动选型

6.1 引言

6.2 静气动力系数及风速折减系数定义

6.2.1 静气动力系数

6.2.2 风速折减系数定义

6.3 节段模型风洞试验

6.3.1 试验模型

6.3.2 试验装置

6.3.3 试验工况

6.4 带风障的主梁断面二维绕流数值模拟

6.4.1 计算域与求解参数设置

6.4.2 网格与网格无关性验证

6.5 风障气动力试验与模拟对比

6.5.1 风剖面

6.5.2 主梁断面静三分力系数

6.6 数值模拟结果

6.6.1 流场可视化

6.6.2 风剖面

6.6.3 湍流强度

6.7 最优风障构型选取

6.8 本章小结

结论与展望

本文主要研究结论

今后研究工作展望

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢