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1、建材世界2016年第37卷第3期doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2016.03.022新月形变截面覆冰倾斜拉索气动特性邵强华1,周武辉2(1.武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070;2.武汉福星惠誉地产有限公司,武汉430070)摘要:覆冰层改变了斜拉索的横截面形状,斜拉索的气动特性也随之发生变化。首先,在Pro/E中建立新月形变截面覆冰倾斜拉索的模型,覆冰范围为30~60mm。然后,模型导入ICEM中,进行网格划分。拉索均分为六个节段,采用结构化网格,拉索附近采用外O形网格。最后,利用F
2、luent软件计算划分好网格的模型,得到各个节段的气动力参数,并绘制各个节段及整索的气动力系数曲线。关键词:覆冰;斜拉索;气动特性TheAerodynamicCharacteristicsofCrescentInclinedIceCoveredCableofVariableCrossSection1,ZHOUWu-hui2SHAOQiang-hua(1.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China;2
3、.WuhanFuxingHuiyuRealEstateCo,Ltd,Wuhan430070,China)Abstract:Thecross-sectionalshapeofstayedcablemaybechangedwithicedaccretionwhichvariestheaerodynam-iccharacteristicsofcable.First,thecrescentinclinedicecoveredcableofvariablecrosssectionofwhichtherangewas30~60mmhav
4、ebeenestablishedinPro/E.Second,themodelofsixsegmentswasimportedintoICEMtomesh.ThewholeareawasmeshedbystructuredgridandtheareanearthecablewasmeshedbyexternalO-shapedgrid.Third,weselectedFluentsimulatethemeshedmodelandgotaerodynamicparametersofeachsegmenttodrawaerody
5、namiccoefficientcurvesofallsegmentsandthewholecable.Keywords:icedaccretion;stayedcable;aerodynamiccharacteristics在雨凇、雾凇等天气情况下,斜拉索表面会形成覆冰层,改变斜拉索的气动外形,拉索气动特性发生变[1]化。国内外对覆冰圆柱物体的气动特性进行了一些研究。Koutselos和Tunstall通过风洞试验,研究薄膜[2][3-4]形和带冰棱新月形覆冰导线的气动力特性;H.HolgerKoss进行了D形覆冰圆柱的风
6、洞试验;李万平[5]教授分别对覆冰导线群的静态和动态特性展开研究;湖南大学的黄韬对新月形和D形覆冰斜拉索进行数值模拟,探讨发生驰振的可能性及相应攻角区域。文章主要的工作:建立新月形变截面覆冰倾斜拉索的模型,利用Fluent软件进行模拟,得到其各个节段的气动力参数,并绘制各个节段和整索的气动力系数曲线。1气动力系数细长物体垂直于来流方向,并且处于微振动状态,来流与物体的相对风攻角不断变化,物体受到与来流方向相反的阻力和垂直于来流方向的升力。阻力系数和升力系数统称为气动力系数,影响因素主要有拉索的横截面形状、风速和风攻角。具体公
7、式如下2CD=2FD/(ρULB)(1)2CL=2FL/(ρULB)(2)式中,CD为阻力系数;CL为升力系数;FD为阻力;FL为升力;L为拉索展向长度;B为拉索横截面特征长度。收稿日期:2016-04-19.作者简介:邵强华(1989-),硕士生.E-mail:keepdiligent@yeah.net75建材世界2016年第37卷第3期2建立模型和模型划分用Pro/E建立模型:计算流域为长方体,长4500mm,宽3000mm,高600mm。覆冰斜拉索底部中心位于坐标原点,直径120mm,顶部覆冰厚度30mm,底部覆冰厚度
8、60mm,倾斜角度70°。斜拉索距离入口1500mm,距离出口3000mm,距离上下两边1500mm。斜拉索均分为6个节段,沿展向高度(Z轴方向)均匀设置5个监控界面,为Z=100mm到Z=500mm,上下表面不设置,防止壁面[6]对气动力参数的影响。该文用ICEM进行网格划分,采用结构化
