表面损伤斜拉索雷诺数临界区气动力与流场分析

论文摘要

斜拉索由于具有自身质量轻、结构刚度差、结构阻尼小和自身长细比大的特点,极容易发生风(雨)致振动,对桥梁结构的安全性能产生很大的影响,而斜拉索作为斜拉桥的重要受力构件,准确掌握其风荷载对于桥梁抗风设计具有重要意义,特别是斜拉索在生产、运输和安装过程中表面可能受到损伤,该斜拉索在临界雷诺数区的气动力特性和流场特性更是值得研究的问题。针对此种状况,通过同步测力风洞试验,对表面无损伤斜拉索模型和表面损伤斜拉索模型在不同风攻角下的升力系数进行时程分析,得到边界层转捩的3个区域;将升力系数时程进行快速傅里叶变换计算得到升力时程频谱图,并通过频谱图分析随机信号的频域特征;对比从雷诺数亚临界、临界到超临界区表面无损伤和表面损伤斜拉索的流场变化,并从周围流场变化的角度分析雷诺数临界区斜拉索气动稳定性及可能的机理。研究结果表明:表面无损伤和表面损伤模型的升力系数随雷诺数的变化规律基本一致,二者的升力时程在TrBL0向TrBL1阶段和TrBL1向TrBL2阶段过渡过程中会出现双稳态现象,损伤会影响斜拉索尾流区旋涡脱落的情况,进而对不同雷诺数下的Strouhal数值变化产生一定的影响。

论文目录

• 0 引 言
• 1 风洞试验
• 2 斜拉索升力系数随Re变化规律
• 3 斜拉索升力时程分析
•   3.1 无划痕模型升力系数时程分析
•   3.2 划痕模型升力系数时程分析
• 4 斜拉索升力时程频谱分析
• 5 结 语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 肖彬,刘庆宽,张磊杰,孙一飞,贾娅娅

关键词: 桥梁工程,斜拉索,风洞试验,气动力系数,升力时程,频谱,边界层转捩

来源: 中国公路学报 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 石家庄铁道大学土木工程学院,石家庄铁道大学风工程研究中心,河北省风工程和风能利用工程技术创新中心

基金: 国家自然科学基金项目(51778381),河北省自然科学基金项目(E2018210044),河北省高等学校高层次人才项目(GCC2014046),石家庄铁道大学研究生创新资助项目(YC2018002)

分类号: U441.3

DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.10.020

页码: 210-221+278

总页数: 13

文件大小: 2427K

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