西部山区某悬索桥桥址处风环境实测及cfd数值模拟

《西部山区某悬索桥桥址处风环境实测及cfd数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、西部山区某悬索桥桥址处风环境实测及CFD数值模拟重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：周鸥杰指导教师：张亮亮教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二O一五年五月Wind-environmentActualMeasurementandCFDNumericalSimulationofaSuspensionBridgeintheWesternMountainsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirement

2、fortheMaster’sDegreeofEngineeringByZhouOujieSupervisedbyProf.ZhangLiangliangSpecialty:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要进入21世纪后，我国基础设施建设日益加快，交通网络越来越复杂。尤其是西部开发战略的实施，使得我国西部建设焕发新的生机，大型桥梁建设，跨度越来越大，型式越来越多样化。

3、然而由于西部山区本身地形的复杂性，导致地区风场特性差异较为明显，而对于大跨度桥梁而言，桥梁抗风始终是整个桥梁设计的重中之重，对于合理确定桥梁设计的基本风速，桥梁风剖面，以及桥梁脉动风特性是桥梁设计者考虑桥梁结构风致振动的基础，也是桥梁抗风设计的首要问题。本次风场研究工作是以寸滩长江大桥(主跨880米的悬索桥)的建设为依托，通过对现场实测风速数据的分析以及利用大型流体计算软件Fluent进行桥址区风场数值模拟来求得风场特性参数。从现场风速实测分析，主要是通过对现场桥塔施工塔架外伸角钢每隔10米安装风速仪，并将风速采集

4、仪安置在塔架中间，连续采集风速数据，对风速数据进行相应的统计分析，以得到桥址区实测的风场特性。主要的风场特性包括脉动风特性及平均风特性。平均风特性包括确定100年重现期下的基本风速，平均风向角、平均风攻角随时间的变化规律和风玫瑰图；脉动风特性则主要研究了脉动风速的湍流强度、阵风因子，紊流积分尺度以及采用和规范相一致的风速谱拟合得到桥址区实际风速功率谱。从数值模拟角度分析风场特性，首先利用Google地图精确的导出桥址区三维地形坐标值，再利用逆向软件imageware对上面得到的三维坐标进行自由曲面拟合，得到桥址区的

5、地形图，将得到的地形图再次导入到Fluent的前处理软件Gambit中建立桥址区风场模型，然后利用其网格划分功能对数值风场实现网格划分操作，完成后将Mesh文件导出，然后再Fluent中设置相关计算参数，利用Fluent自带的编程UDF实现入口风剖面的导入，实现对三维风场的计算，最后导出桥面处速度云图等一系列重要计算结果。对计算得到的结果与实测数据分析的结果以及规范值进行对比分析，得到桥址处风环境特性参数。关键词：平均风特性，湍流强度，阵风因子，紊流功率谱，CFD数值模拟I英文摘要ABSTRACTAfterente

6、ring21stcentury,infrastructureconstructioninChinahasbeenincreasinglydeveloped,andthetrafficnetworkbecomesmoreandmorecomplicated.Theimplementationofthewesterndevelopmentstrategy,especially,bringsnewvigorandvitalitytothewestconstructioninourcountry.Thespanbecome

7、slargerandlargerandthepatternsbecomemoreandmorediversifiedinthelargebridgeconstruction.However,becauseofthecomplexityofthewesternmountainterrainitself,thedifferenceintheregionalwind-environmentcharacteristicsisevident.Andasforlong-spanbridge,thecharacteristico

8、fwindresistanceisalwaysthepriorityamongprioritiesinthebridgedesign.Plus,inordertodeterminethebasicwindspeedofbridgedesign,bridgewindprofileandthecharacteristicofbridgefluctuatingwi