桥梁CFD的基本概念和工程实例.ppt

* * * * * * 压力分布 速度分布 压力分布和速度分布(风下游一侧) 涡流脱落频率为1.25 sec 北京迈达斯技术有限公司 CFD分析的实际工程实例 湍流强度 以频率1.25 sec 为周期有规则地重复。 北京迈达斯技术有限公司 CFD分析的实际工程实例 压力分布(风上游局部构件位置 ) Total 0.1 sec (36.0 sec ~ 36.1 sec) 36.00 sec 36.02 sec 36.04 sec 36.10 sec 36.08 sec 36.06 sec 北京迈达斯技术有限公司 CFD分析的实际工程实例 压力分布 湍流强度 湍流强度和压力分布(风上游局部构件位置 ) 可以确认有高频率的涡流脱落，虽然是局部涡流，但是对周边压力分布有影响，进而影响截面的气动力系数。 北京迈达斯技术有限公司 CFD分析的实际工程实例 阻力系数： 升力系数： 扭矩系数： 空气密度： kg/m3 来流速度：U 主梁断面模型的竖向高度：D 主梁断面模型的横向宽度：B 单位长度上的风荷载 (kN/m) 静力风荷载计算 北京迈达斯技术有限公司 风荷载的三分力示意图 阻力： 升力： 扭矩： 横向屈曲验算：(公路桥梁抗风设计规范 JTJ/T D60-01-2004) 静力稳定性验算 北京迈达斯技术有限公司 静力扭转发散验算：(公路桥梁抗风设计规范 JTJ/T D60-01-2004 ) 静力稳定性验算 北京迈达斯技术有限公司 驰振稳定性验算：(公路桥梁抗风设计规范 JTJ/T D60-01-2004 ) 北京迈达斯技术有限公司 动力稳定性验算 颤振稳定性验算：(公路桥梁抗风设计规范 JTJ/T D60-01-2004 ) 北京迈达斯技术有限公司 动力稳定性验算 涡激共振振幅验算：(公路桥梁抗风设计规范 JTJ/T D60-01-2004 ) 北京迈达斯技术有限公司 动力稳定性验算 涡激共振发生风速计算：(公路桥梁抗风设计规范 JTJ/T D60-01-2004 ) 北京迈达斯技术有限公司 动力稳定性验算 涡激共振发生风速计算：程序计算 北京迈达斯技术有限公司 动力稳定性验算 1) 首先计算斯特劳哈尔数(Strouhal number) 在此，fs: 涡流脱落频率，D: 代表尺寸(长度或厚度)，V: 风速 2) 利用斯特劳哈尔数计算涡激共振发生风速 在此，fn : 弯曲或扭转振动频率，D: 代表尺寸 midas FEA Advanced Nonlinear and Detail Analysis System 北京迈达斯技术有限公司 * 我们经常听说有台风、飓风、龙卷风、旋风，这些风的区别是什么呢？是根据风所在区域定义的。 台风：在北太平洋西部、国际日期变更线以西，包括南中国海范围内发生并北上的热带气旋称为台风。一般国际上将超过17m/s的热带性气旋称为台风，我国对气旋划分6个等级。 热带低压：6－7级（10.8－17.1米每秒） 热带风暴：8－9级（17.2－24.4米每秒） 强热带风暴：10－11级（24.5－32.6米每秒） 台风：12－13级（32.7－41.4米每秒） 强台风：14－15级（41.5－50.9米每秒） 超强台风：16－17级（大于51.0米每秒） 旋风：发生在南半球及北印度洋的强热带气旋叫做气旋(一般33m/s以上)。 飓风：发生在大西洋、加勒比海和北太平洋东部的热带气旋称为飓风(33m/s以上)。 龙卷风：图中用红色表示的区域发生的旋风，龙卷风一般是伴随着飓风而产生。 由于海洋上可能同时有多个台风出现，编号就难以确定，为了方便预测、跟踪、预防，就给每个台风起个名字，从2000年起，改由国际气象组织中的台风委员会负责，而台风则由14个成员国，即中国、朝鲜、韩、日、柬、越等，各提供10个名字，分5组列表，再由日本气象厅具体负责，除了名字外，再编上号，如今年第9号台风“麦莎”是老挝提供的名字，而“海棠”则是中国提供的，前2位是年号，后两位则是台风编号。 蒙特卡罗（Monte Carlo）方法，又称随机抽样或统计试验方法，属于计算数学的一个分 支，它是在本世纪四十年代中期为了适应当时原子能事业的发展而发展起来的。 传统的经验方法由于不能逼近真实的物理过程，很难得到满意的结果，而蒙特卡罗方法 由于能够真实地模拟实际物理过程，故解决问题与实际非常符合，可以得到很圆满的结 果。这也是我们采用该方法的原因。 * 静力横向屈曲：横向静风荷载超过桥梁主梁横向屈曲临界荷载值时出现的失稳现象。 驰振(Galloping)：振动的桥梁从气流中不断吸取能量，使非扁平截面的细长钝体结构的振幅逐步增加的发散性弯曲自激振动。 颤振(flutter)：振动的桥梁通过气流的反馈作用不断吸取能量，振幅逐步