桥梁断面非定常气动力可叠加性及数值验证

首先简要回顾二维薄机翼非定常气动力理论,由此可以理解各种不同效应如结构的刚体运动、不同幅值和频率的紊流效应可以相互叠加的原因.对于理想流线型断面,存在只与无量纲频率有关独立于振幅的Theodorsen循环函数来描述结构刚体运动产生的气动自激力,而相对于脉动风也存在只与无量纲频率有关独立于风谱特性的Sears函数来描述脉动风产生的抖振力.非定常气动力的可叠加性具有严格的前提条件,对于具有严重流动分离的钝体断面,这些条件不在成立,因此也不存在理论上的Theodorsen函数和Sears函数.本文主要针对于气动导纳函数,探讨对于钝体桥梁断面在不满足叠加原理时是否存在只与断面形状有关而独立于具体风场特性的气动导纳函数.利用谱合成的方法生成不同的紊流风速时程作为LES数值模拟的入口条件,从而计算桥梁工程中三种常见断面的气动导纳函数,定性上给出不同断面的气动导纳与紊流风场的关系.
桥梁断面 非定常气动力 气动导纳 可叠加性 紊流风场
张伟峰 张志田
湖南大学风工程试验研究中心,长沙 410082
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2013-07-29(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)