侧风环境下汽车通过桥塔尾流的数值模拟

《侧风环境下汽车通过桥塔尾流的数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、西南交通大学硕士学位论文侧风环境下汽车通过桥塔尾流的数值模拟姓名：王文星申请学位级别：硕士专业：桥梁与隧道工程指导教师：郑史雄20070301西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractInstrongCROSSwind，thehugebridgetowerofalongspanbridgetakegreateffectonthewindfieldofsurroundings．VehiclespassingthroughthelongspanbridgeinstrongCROSSwindisatypicaldri

2、vingcondition．SoresearchofaerodynamicsofthevehiclespassingthroughthewakeofabridgetowerinCROSSwindisrequired．Inthisthesis，onthebasisofCFD(ComputationalFluidDynamics)theories，numericalsimulationiscarriedouttoinvestigateaerodynamicsofvehiclepassingthroughthewakeofabr

3、idgetowerinstrongCROSSwind．Firstly,asimplebridgetowermodelofZhuJiangHuangPuNorthridgeisbuilt．Afterthis，thewindfielddistributingoftowermodelisaccountedbyFLUENTsoftware．Thentheresponseoftwodifferente,armodelpassingthroughthewakeofbridgetowerareanalyzedandobtained．Fi

4、nally,thecomparingresultsfromCFDanalysisandwindtunneltestaremade．ItisshownthatCFDmethodhasenoughreliabilityaswindtunneltest．BasedOnthetestofCFDnumericalsimulation,thereareseveralconclusions．Suddenchangeofwindvelocityinthewakeofabridgetowercausesrapidchangeoftheaer

5、odynamicforcesactingonapassingvehicle．Thismayresultinanaccidentduetodriver’Smiss—steering．Keywords：CROSSwind；bridgetowerwake；vehicleaerodynamicforce；numericalsimulation；CFDmethod西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第1章绪论1．1选题的背景及意义随着当前经济的飞速发展，全国的高速公路网正在急速扩张。公路网的建设直接促进了桥梁建设的繁荣，当前有多座大

6、跨桥梁正在建设之中：苏通大桥位于江苏省东部的南通市和苏州(常熟)市之间，是交通部规划的黑龙江嘉荫至福建南平国家重点干线公路跨越长江的重要通道，苏通大桥全长32．4公里，斜拉桥主跨1088米，主塔高度306米；坝陵河大桥位于沪瑞国道主干线贵州省镇宁至胜境关段，全桥长1564米，主跨东塔高186米，西塔高201米，是国内最大跨径钢桁悬索桥；西喉门大桥则是连接舟山群岛与宁波的重要通道；已建成通车的广东珠江黄埔大桥是国家京珠高速公路在广州境内的控制工程，这些桥梁都是构建国内高速公路网的重要工程⋯。桥梁是一种交通枢纽工程，必须保证其

7、正常运行。桥梁的正常运行包括两个方面：桥梁结构自身的安全性，桥梁上行驶车辆的安全性。抗风设计是保证桥梁结构自身的安全的一个重要方面。1940年美国华盛顿州旧塔科玛悬索桥在风速接近20m／s的情况下发生严重的风毁事件后，桥梁界开始桥梁抗风理论的研究，并逐步认识到风对桥梁的作用是复杂的气动力问题口1。多年来，经过结构工程师和空气动力学家的共同努力，已经基本形成了风工程的相关理论和计算方法，经过抗风设计的桥梁能够抵抗偶然出现的极端自然风环境，具有较大的临界风速。汽车驶过有横向风作用的大桥是汽车行驶的一种典型工况“3．对于大跨度桥

8、梁的桥塔，其塔身的宽度可达汽车长度的数倍，如天兴洲桥塔宽达14m(沿桥纵向)，苏通桥塔宽为13m，西喉门桥塔宽为8．5m，南京三桥塔宽为6．8m，珠江黄埔北汉桥塔宽为8．5m。因此在侧风环境下汽车驶入驶出桥塔区域时，风压中心受桥塔环境风场的影响而变化，从而引起汽车运动状态的改变，其侧风稳定性问题很突出。