前缘分离涡脱对钝体涡激振动的影响

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1、硕士学位论文前缘分离涡脱对钝体涡激振动的影响EFFECTSOFLEADING-EDGE-VORTEXONTHEVORTEX-INDUCED-VIBRATIONOFBLUFFBODY段圭粤哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU522.3+6学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工程硕士学位论文前缘分离涡脱对钝体涡激振动的影响硕士研究生：段圭粤导师：赖马树金讲师申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU522.3+6U.D.

2、C:624DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringEFFECTSOFLEADING-EDGE-VORTEXONTHEVORTEX-INDUCED-VIBRATIONOFBLUFFBODYCandidate：DuanGuiyueSupervisor：Lecturer.LaimaShujinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitectureandCivilEngineeringAffiliation：SchoolofCi

3、vilEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要大跨桥梁因其有跨越天堑沟通两岸的独特作用，极大地促进了地区经济和社会发展。但随着桥梁跨度的增大，结构变得越来越柔，阻尼越来越小，在风的作用下，极易发生大幅风致振动，危害桥梁结构和使用安全。涡激振动是大跨度桥梁普遍存在一种大幅风致振动。由于桥梁主梁表面存在锐利边缘和附属结构，一般会在前缘发生严重的流动分离和旋涡脱落现象，这一物理过程

4、对桥梁风致振动具有重要的影响。本文针对这一桥梁风工程基础前沿领域，重点开展桥梁主梁断面前缘分离及旋涡脱落特性及相应的前缘涡致振动的风洞试验研究。具体研究内容如下：首先，对桥梁主梁节段模型的气动外形进行设计，通过设置高度可变的前缘挡板使得前缘流动分离可控，进而搭建风速、压力、振动及PIV测试系统，基于风洞试验研究静止桥梁主梁绕流场特性和自由振动系统涡激振动特性。其次，研究前缘挡板高度与流动分离程度、脱落旋涡结构、旋涡脱落频率特征等的关系；研究前缘分离程度对表面压力分布的影响规律；研究尾部分隔板作用下前缘分离流动特性，揭示尾流对前缘分离流动的影响规律。

5、最后，研究带前缘挡板桥梁主梁模型涡激振动特征，包括振动响应特征、气动力特征、流固耦合作用旋涡特征等，揭示前缘分离涡对涡激振动特性的影响规律及作用机理。关键词：大跨桥梁；涡激振动；前缘分离；旋涡脱落；气动力；风洞试验-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractLong-span-bridgeshasimprovedthesocialdevelopmentandtheeconomiccommunicationbecauseofitsabilitytotransportoverriversandvalleys.However,large-ampl

6、itude-vibrationshappensmorefrequentlyunderwindeffectbecauseoflowerstiffnessanddampingofthewholestructure,whichgreatlyinfluencethesafety.Vortex-induced-vibrationisonekindoflarge-amplitude-vibrationshappenedinlong-spanbridgesweusuallysee.Greatflowseparationandvortexsheddinghappe

7、nattheleadingedgeofbridgegirderbecauseofthesharpedgeofcross-sectionandaccessorystructures.Leading-edge-separationandleading-edge-vortexplayimportantrolesinwind-induced-vibrationofbridgegirder.Toresearchthiskindofforefrontfieldinwindengineeringofbridges,thispaperresearchhasrese

8、archedtheleading-edge-separationandleading-edge-vortexsheddin