[碩士]大跨懸索橋顫振穩(wěn)定性的數(shù)值計(jì)算

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　　[碩士]大跨懸索橋顫振穩(wěn)定性的數(shù)值計(jì)算　　學(xué)科專(zhuān)業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位： 碩士 　　學(xué)位授予單位：長(zhǎng)安大學(xué)　　學(xué)位年度：2011　　 近年來(lái)，數(shù)值模擬識(shí)別橋梁顫振導(dǎo)數(shù)的精度越來(lái)越高。作為分析橋梁氣動(dòng)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(dòng)選型等方面提供了很多有效的建議?！　? 本文基于Scanlan顫振導(dǎo)數(shù)理論和修正最小二乘法原理，應(yīng)用軟件FLUENT對(duì)虎門(mén)二橋泥洲段水道橋進(jìn)行顫振導(dǎo)數(shù)的識(shí)別，并引入復(fù)指數(shù)振動(dòng)狀態(tài)方程對(duì)二自由度禍合振動(dòng)進(jìn)行解禍計(jì)算，獲得其顫振臨界風(fēng)速。文中首先以單頻簡(jiǎn)諧波分別激導(dǎo)剛體模型做單自由度振動(dòng)，利用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)剛體隨網(wǎng)格同步運(yùn)動(dòng)，然后應(yīng)用有限體積法，對(duì)其進(jìn)行非定常計(jì)算，采集風(fēng)場(chǎng)穩(wěn)定下的氣動(dòng)力響應(yīng)數(shù)據(jù)。通過(guò)此數(shù)據(jù)，結(jié)合最小二乘法和Matlab編程進(jìn)行顫振導(dǎo)數(shù)的識(shí)別。然后利用已識(shí)別的顫振導(dǎo)數(shù)值和Matlab編程來(lái)估算橋梁顫振臨界風(fēng)速。　　 為驗(yàn)證此方法的正確性，本文識(shí)別了薄平板的顫振導(dǎo)數(shù)，將其與Theodorsen平板理論解進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)兩者的解在趨勢(shì)和數(shù)值上都符合得很好。在對(duì)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(duì)泥洲水道橋兩種類(lèi)型斷面的00和士30攻角進(jìn)行了顫振導(dǎo)數(shù)識(shí)別和顫振臨界風(fēng)速的計(jì)算，對(duì)比分析不同計(jì)算方法，不同攻角，不同斷面類(lèi)型在顫振穩(wěn)定性方面的優(yōu)劣。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，主梁寬度較大，翼緣風(fēng)嘴長(zhǎng)而尖，其顫振性能要比窄梁要好。在對(duì)帶攻角的主梁進(jìn)行顫振臨界風(fēng)速計(jì)算方面，分離渦法會(huì)比k-e湍流方程法計(jì)算更符合實(shí)際，結(jié)果精確度更高。

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