基于LBM流固耦合算法的桥梁颤振稳定性分析

摘要：

为有效分析风-桥梁的相互作用和研究桥梁的颤振稳定性问题,发展了一种显式求解流固耦合问题的LBM数值模拟方法.将传统大涡模拟的亚格子涡黏性模型——动态Smagorinsky模型(dynamic Smagorinsky model,DSM)引入多松弛时间格式的格子玻尔兹曼方法(multiple relaxation time-lattice Boltzmann method,MRT-LBM)中,构造了一种显式运算的大涡模拟方法——MRT-LBM-DSM.采用MRT-LBM-DSM作为流场求解器;将结构视为弹性支撑于流场中的刚体,其运动方程采用Runge-Kutta法求解;利用格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)的移动边界技术更新流固耦合面的位置,实现了流固耦合问题的松耦合分区显式求解.基于提出的LBM流固耦合算法,编制计算程序对Great Belt东桥的颤振稳定性进行分析.研究表明,由LBM流固耦合算法计算得到的Great Belt东桥颤振临界风速与试验和其他数值结论吻合良好,初步说明LBM流固耦合算法可以较为准确地预测颤振现象的发生.

关键词：颤振、流固耦合、格子玻尔兹曼方法、大涡模拟、颤振临界风速

所属期刊栏目：46

分类号：U441.3;V211.3(桥涵工程)

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

在线出版日期：2017-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：73-80