竖版状附属设施对扁平箱梁流动和涡振影响规律研究
编号:104
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更新:2025-08-07 14:37:27
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口头报告
摘要
桥面上垂直安装的风屏障、护栏及维护栏杆等结构,通常可归类为竖板状附属构件,这些构件在扁平箱梁的气动特性中起着至关重要的作用。本研究通过风洞实验系统地评估了在雷诺数范围为2.3×10⁴至6.8×10⁴内,竖板状附件对扁平箱梁涡激振动(VIV)响应与气动特性的影响,此外还辅以数值模拟以进一步验证与补充实验结果。研究内容涵盖了涡激振动响应特性、表面压力分布、气动特性、功率谱密度(PSD)分析、正交分解(POD)以及不同板高(h)下的做功分析等多个方面。结果显示,涡振峰值振幅随h/D(其中D为模型宽度)呈先增后减趋势,并在h/D = 0.4处达到最大值。根据垂直板高度的不同,流场行为可分为三种类型:
III类钝体(h/D=0):该情形下流动主要受尾缘涡旋控制,前缘涡旋在运动诱导下生成,并通过吸收流动能量维持涡振。下游区域可观察到次级尾缘涡旋的发展。
II类钝体(h/D=0.2与0.4):增强的前缘涡流在脱落过程中撞击下游附板,在上表面形成明显的撞击式涡流结构,导致流场更加复杂。
I类钝体(h/D=0.6-1.0):此类构型中,前缘涡流直接脱落进入尾流区,并与下表面的尾缘涡旋发生强烈相互作用。在进入锁频区后,涡脱落频率出现显著突变,流动行为更趋不稳定。
综上所述,本研究为平板箱型梁上垂直板状附属结构的气动优化设计提供了重要参考,并对未来高效抗风设计策略的制定具有积极指导意义。
关键词
气动特性;涡激振动;风洞试验;竖直板;扁平箱梁
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