斜拉索表面水膜形态及斜拉索气动力变化规律

发布时间：2018-07-15 15:00

【摘要】：斜拉索表面水线的形成与振荡是斜拉索发生风雨激振的重要原因之一.为研究水线运动与风雨激振现象间的内在联系,本文将滑移理论与计算流体力学相结合,考虑斜拉索表面水膜形态对风压力系数和风摩擦力系数的影响,建立了一个模拟风雨条件下斜拉索表面水膜形态变化的理论模型;在此模型基础上推导出风雨作用下斜拉索气动力计算公式,通过数值模拟得到不同风速下的斜拉索表面水膜形态及气动力变化规律,分析二者间的内在联系.与已有的试验结果对比发现:当斜拉索发生风雨激振现象时,水线形态变化与气动力变化频率相同,且接近拉索的自振频率,说明风雨激振现象的产生原因是水线形态的周期性变化引起拉索的共振.
[Abstract]:The formation and oscillation of the water line on the cable surface is one of the important reasons for the wind and rain induced vibration of the stay cable. In order to study the relationship between waterline motion and wind-induced vibration, the slip theory is combined with computational fluid dynamics to consider the influence of water film shape on wind pressure coefficient and wind friction coefficient. A theoretical model for simulating the variation of water film on cable surface under wind and rain is established, and a formula for calculating aerodynamic force of cable under wind and rain is derived on the basis of this model. The changes of water film and aerodynamic force on cable surface under different wind speeds were obtained by numerical simulation, and the internal relations between them were analyzed. Compared with the existing experimental results, it is found that when wind and rain excitation occurs, the variation frequency of waterline shape is the same as that of aerodynamic change, and it is close to the natural vibration frequency of cable. It shows that the reason of wind and rain induced vibration is the resonance of cable caused by periodical variation of waterline shape.
【作者单位】： 天津大学建筑工程学院;滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(61002027)
【分类号】：U443.38;U441.3

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2124466