禹門口黃河斜拉橋風環(huán)境數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代橋梁技術(shù)水平的不斷提高，跨越大江大河甚至海峽的大橋不斷涌現(xiàn)，這些大跨度橋梁必須要克服大自然風的作用，研究風對橋梁的作用產(chǎn)生了橋梁風工程學。其中，橋梁風環(huán)境研究是這門學科的重要組成部分。本文主要針對山西禹門口黃河斜拉橋，對其周圍地形風場進行數(shù)值模擬研究，計算結(jié)果可為其結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工提供風荷載設(shè)計依據(jù)，同時也為在此類地形中的橋梁抗風設(shè)計提供參考資料。 目前橋梁風環(huán)境的研究方法包括：現(xiàn)場觀測(包括氣象臺站)、風洞試驗和數(shù)值模擬

2、(數(shù)值風洞)計算等。前兩種方法為物理手段，測試周期長，耗費大量人力和物力?！皵?shù)值風洞”方法具有投資小、速度快、重復(fù)性好、不受模型尺度的影響、可進行全尺度模擬和條件易于控制等優(yōu)點，比物理手段更自由、靈活，并能補充物理風洞試驗的不足?！皵?shù)值風洞”是建立在計算流體動力學理論基礎(chǔ)之上，用流體計算軟件進行分析的。 本文主要采用數(shù)值模擬與現(xiàn)場風特性觀測結(jié)合對比的方法，來研究禹門口斜拉橋橋位風環(huán)境。用大型商用流體計算分析軟件FLUENT6.2

3、自帶網(wǎng)格生成軟件GAMBIT2.1建立橋位處地形地貌和斜拉橋的三維幾何模型，調(diào)試網(wǎng)格并確定計算流域，選用合適邊界條件和求解參數(shù)并編寫UDF程序，選用改進的Realizableκ-ε湍流模型。另外為了探索更加合理的湍流模型，用SSTκ-ω模型計算分析其中兩個工況。給出風速流線圖、風速矢量圖、橋面高度處的風速和湍流分布圖、主梁表面風速矢量和壓力等值線圖，最后將數(shù)值模擬的橋位處風場特性和風觀測統(tǒng)計結(jié)果進行對比分析。研究結(jié)論合理解釋了山區(qū)平原結(jié)