山地城市桥址复杂风场特性研究土木工程结构工程专业论文.docxVIP

Study Study on the complex wind field n characteristics o重mountain0US city bridge A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Wang Xiaosong Supervisor：Associate Prof．Wang Chengqi Chongqing Jiaotong University,Chongqing China 万方数据 重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集 体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已 在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： l／ 日期疹旃 易其1{7 EJ f l 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技 术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服 务(包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等)，同时本人保留在其他媒 体发表论文的权利。 弦 指导教师签名：％承降 净～ 日期：砂6年易月【，_6日 本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊(光盘版)电子杂志社CNKI系列 数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享 受相关权益。 ≯． 蓄篓孺签孙乡日期：≥诊，6年6月f 指导教师篝名：虿寿厚 卜p) 日期：≥∥易年6月∥161日 万方数据 摘 摘 要 十三五规划把深入实施西部大开发战略放在优先位置，大跨度桥梁的建设是 必不可少的。桥址风场特性研究历来是桥梁抗风问题研究中的热点，而对山地城市 桥址复杂风场特性研究相对较少。一味的采用规范必将导致与实际结果出现偏差 较大的情况，随着CFD技术的飞速发展、风洞实验的产生，给研究缺少气象资料 的地区的学者带来了福音。本文对复杂山地城市重庆朝天门长江大桥的桥址进行 了以下几方面的研究： ①结合桥梁风工程历史，产述风对结构的作用，以重庆朝天门长江大桥桥址 的风场特性为研究对象。综述国内外山地风场特性的研究现状特性及成果、理论、 方法。简述了桥梁抗风措施及脉动风模拟的两种方法。 ②介绍了四大流体力学基本方程：连续方程、运动方程、纳维斯托克斯方程 以及能量守恒方程，并描述了纳维斯托克斯方程四种解法的优缺点。此外还介绍了 复杂边界层的形成机理及其特性，风洞实验原理的四个准则：几何相似、运动相似、 动力相似、边界条件相似。 ③借助Google Earth高程提取工具获取复杂山地高程数据，经坐标转换导入 Gambit中直接生成复杂山地地形表面。结合日本和中国抗风规范选取合适的UDF 风剖面，对比湍流模型，选择非平衡壁面函数及RNS湍流模型来模拟近地面流体 复杂运动特性。对重庆朝天门长江大桥周围山地地形进行模型风洞实验，测得主梁 至拱顶每隔20m的风速，采用数值模拟与理论计算同风洞实验数据进行对比。得 出了如下结论：借用Google Earth高程提取工具辅助Gambit建立复杂山地地形具 有很高的可靠性；数值模拟复杂山地城市风场特性有较高的精度。 ④从顺风向风速时程曲线的分类引出脉动风，列出了常用脉动风谱表达式， 从理论角度论述了谐波合成法和AR模拟法模拟脉动风速的过程。在此基础上选 用达文波特风速谱对重庆朝天门长江大桥的主梁至拱顶每隔20m的脉动风速分别 作谐波法和AR法合成。研究结果表明：AR法模拟的脉动风速谱相对较平稳且与 目标功率谱更为接近。 关键词：复杂山地地形建模；脉动风模拟：CFD；风场特性；风洞实验 万方数据 In In the 1 3th Five-Year Plan,deep implementation of the western development strategy was given p南r咄the construction of the bI培span bridges is necessary．The research of the wind field characteristics at the bridge si