桥梁气动导数的格子Boltzmann大涡模拟仿真

摘要：

为将格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)用于桥梁气动导数的识别,该文将壁面自适应局部(Wall-Adapting Local Eddy,WALE)涡黏性模型引入到多松弛时间格式(Multiple Relaxation Time,MRT)的LBM中,构造了一种能够有效模拟桥梁结构高雷诺数绕流的LBM大涡模拟方法-MRT-LBM-WALE.采用MRT-LBM-WALE和动边界技术驱动主梁断面在流场中做正弦竖向或扭转振动,在虚拟风洞中实现了强迫振动法识别气动导数的LBM仿真.利用方柱非定常绕流问题验证MRT-LBM-WALE的可靠性后,对理想平板和Great Belt东桥的气动导数进行了计算.研究证明MRT-LBM-WALE能够得到近壁面上真实的亚格子涡黏性,可以准确地预测湍流流动的发展.同时,研究表明气动导数的MRT-LBM-WALE仿真值与理论解或试验值吻合较好.

关键词：格子Boltzmann方法、桥梁结构、气动导数、大涡模拟、强迫振动法

所属期刊栏目：32

分类号：U441.3;V211.3(桥涵工程)

资助基金：国家高技术研究发展计划863计划项目2008AA11Z104;国家国际科技合作项目2011DFA21460

在线出版日期：2015-06-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：111-119