基于RANS/LES混合方法的箱梁气动导纳函数研究

摘要：

为了研究 RANS/LES(Reynolds-averaged navier-stokes/large eddy simulation)混合方法在桥梁非定常气动力的应用以及大积分尺度湍流中桥梁断面的气动导纳函数,首先选取3种典型的RANS/LES混合方法,即SBES(stress-blen-ded eddy simulation)方法、SAS(scale-adaptive simulation)方法、WMLES(wall-modeled LES)方法,分别对 3 种方法的特点和适用性进行简要的概述,然后在均匀流中将其用于箱梁断面和分离式双箱梁断面气动力的计算,最后在提出的改进湍流合成方法基础上,实现了与实际桥位处积分尺度类似的大积分尺度湍流模拟,在此流场中识别了箱梁断面的气动导纳函数.数值计算结果表明,SBES方法适用于弱流动不稳定和强流动不稳定流场气动力的模拟,SAS方法仅适用于显著流动分离的断面,而WMLES方法对两种断面整体表现都较差.对于流线型箱梁断面,大积分尺度湍流场中识别的升力气动导纳在低频处大于Sears函数和小尺度湍流场中的结果,并显著大于节段模型风洞试验结果.在高频处大积分尺度湍流场的结果与小尺度湍流场以及风洞试验结果吻合较好.研究结果表明,将传统小尺度格栅湍流场风洞试验识别的气动导纳用于桥梁抖振分析时,会导致低频处的抖振力显著偏小.

关键词：桥梁断面、RANS/LES方法、数值模拟、大尺度湍流、气动导纳

所属期刊栏目：42

分类号：U441.3(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金51908212

在线出版日期：2023-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：19-29