[碩士]大跨懸索橋顫振穩(wěn)定性的數(shù)值計算

內容簡介

　　[碩士]大跨懸索橋顫振穩(wěn)定性的數(shù)值計算　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度：2011　　近年來，數(shù)值模擬識別橋梁顫振導數(shù)的精度越來越高。作為分析橋梁氣動穩(wěn)定性的主要方法之一，數(shù)值模擬為提高橋梁顫振穩(wěn)定性和氣動選型等方面提供了很多有效的建議。　　本文基于Scanlan顫振導數(shù)理論和修正最小二乘法原理，應用軟件FLUENT對虎門二橋泥洲段水道橋進行顫振導數(shù)的識別，并引入復指數(shù)振動狀態(tài)方程對二自由度禍合振動進行解禍計算，獲得其顫振臨界風速。文中首先以單頻簡諧波分別激導剛體模型做單自由度振動，利用動網(wǎng)格技術實現(xiàn)剛體隨網(wǎng)格同步運動，然后應用有限體積法，對其進行非定常計算，采集風場穩(wěn)定下的氣動力響應數(shù)據(jù)。通過此數(shù)據(jù)，結合最小二乘法和Matlab編程進行顫振導數(shù)的識別。然后利用已識別的顫振導數(shù)值和Matlab編程來估算橋梁顫振臨界風速。　　為驗證此方法的正確性，本文識別了薄平板的顫振導數(shù)，將其與Theodorsen平板理論解進行對比后發(fā)現(xiàn)兩者的解在趨勢和數(shù)值上都符合得很好。在對泥洲水道橋數(shù)值模擬中，筆者分別采用k-e湍流方程和基于Spalart-Allmaras的分離渦法對泥洲水道橋兩種類型斷面的00和士30攻角進行了顫振導數(shù)識別和顫振臨界風速的計算，對比分析不同計算方法，不同攻角，不同斷面類型在顫振穩(wěn)定性方面的優(yōu)劣。通過對比發(fā)現(xiàn)，主梁寬度較大，翼緣風嘴長而尖，其顫振性能要比窄梁要好。在對帶攻角的主梁進行顫振臨界風速計算方面，分離渦法會比k-e湍流方程法計算更符合實際，結果精確度更高。

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