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山区风特性参数与自锚式悬索桥的静风稳定性研究

作　者: 王珺
导　师: 卢玉华
学　校: 山东科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 山区地形风场数值研究风速自锚式悬索桥静风稳定性
分类号: U448.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 33次
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内容摘要

随着我国西部大开发战略的实施,山区桥梁的项目急剧增多。因传力途径简洁、明确,能充分发挥作为主承重构件的高强钢丝的材料强度,跨越能力强、抗震性能优越、整体造型流畅美观和施工安全快捷等优势,悬索桥备受桥梁设计师的推崇。同时山区风特性因其特殊性和复杂性已经成为结构风工程研究新的热点。气流流经山地丘陵地带时,由于山区地形的特殊性,山体表面的风速和风压等将与平坦地区的风速和风压有明显差异,其分布很不规则。因此,对山区地形的风场进行数值模拟,总结出山区的风特性具有重要意义。本文的工作主要分为：1.本文首先采用基于计算流体动力学的流体计算软件FLUENT,建立三维缓坡孤立山丘模型、三维陡坡孤立山丘模型,通过对不同坡度的孤立山丘风场的比较,分析孤立山丘对气流的影响,得出风场风速和风压的变化。2.采用流体计算软件FLUENT,建立三维山口模型和三维峡谷模型,通过风向角的变化分析气流的狭管效应对风场的影响。3.通过建立典型复杂山区地形的三维模型分析复杂山区地形对气流的作用,得出风场风速和风压的变化。4.采用数值计算软件MIDAS/Civil,建立自锚式悬索桥A的模型,在保持其它设计参数不变的前提下,通过选取主缆和吊杆风力、不同主梁集度等参数,分别应用线性方法与几何非线性有限元法详细考察了自锚式悬索桥静风稳定性的影响因素,为自锚式悬索桥的抗静风设计提供依据与参考。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-30
  1.1 选题的背景与意义  12-13
  1.2 自锚式悬索桥的发展  13-19
  1.3 山区地形抗风研究  19-27
  1.4 空气静力理论的发展现状  27-29
  1.5 本文的主要内容  29-30
2 山区地形风场数值模拟的基本理论  30-47
  2.1 大气边界层气流的特性  30-31
  2.2 数值模拟的流体动力学控制方程  31-33
  2.3 湍流的基本方程  33-34
  2.4 湍流的数值模拟方法  34-37
  2.5 边界条件与初始条件的确定  37
  2.6 湍流近壁面边界层的处理方法  37-41
  2.7 计算区域和控制方程的离散  41-46
  2.8 本章小结  46-47
3 三维山区地形风场的数值研究  47-79
  3.1 概述  47
  3.2 计算模型的建立  47-50
  3.3 孤立山丘风场  50-57
  3.4 山口风场  57-62
  3.5 峡谷风场  62-66
  3.6 复杂地形风场  66-78
  3.7 本章小结  78-79
4 自锚式悬索桥静风稳定性参数研究  79-92
  4.1 风对桥梁结构的静力作用  79-81
  4.2 桥梁结构的有限元离散模型  81-82
  4.3 计算静风稳定性的方法  82-86
  4.4 主缆和吊杆风力对静风稳定性的影响  86-88
  4.5 主梁集度增加对静风稳定性的影响  88-91
  4.6 本章小结  91-92
5 结论与展望  92-94
  5.1 本文的主要结论  92-93
  5.2 进一步研究展望  93-94
致谢  94-95
参考文献  95-98

山区风特性参数与自锚式悬索桥的静风稳定性研究

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