带防撞栏杆扁平箱梁高阶模态涡激振动的CFD研究

作者：祝志文; 石亚光; 颜爽

来源：振动与冲击, 2021, 40(10): 228-277.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2021.10.029

• 大跨度桥梁
• 涡激振动(VIV)
• 计算流体动力学(CFD)
• 扁平箱梁
• 高阶模态
• 流固耦合

为研究大跨度桥梁常用扁平箱梁带防撞栏杆时的高阶模态涡激振动(VIV)特性,基于雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程、SST k-ω湍流模型和动网格技术求解扁平箱梁的绕流场并获得气动力,将Newmark-β算法代码嵌入到用户自定义函数(UDF)求解该气动力作用下的桥梁动力响应,开展了大带东桥主桥加劲梁断面高阶模态涡激振动响应的预测,模拟雷诺数为3.18×104～6.10×104。获得了扁平箱梁断面随折减风速变化的高阶涡振响应振幅根方差(RMS)曲线和加速度时程,预测了与文献较一致的高阶模态涡激振动锁定区间。研究了阻尼比和来流风攻角对扁平箱梁高阶模态涡振响应幅值和加速度的影响,表明随着阻尼比的增大高阶模态涡激振动响应逐渐变小甚至消失,而来流风攻角只有大于2°时才会发生显著的高阶模态涡激振动。

• 单位
  中冶南方工程技术有限公司; 汕头大学; 土木与环境工程系