理论教育 复杂地形地貌桥址区风特性现场实测与数值模拟结果

复杂地形地貌桥址区风特性现场实测与数值模拟结果

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:龙江大桥采用了双肢混凝土桥塔,选定风观测仪器安装高度处两个塔肢水平中心距离为32.92 m。根据上述原则,计算区域内共划分网格总数为63万个。采用k-ω湍流模型对计算区域内的风场流动进行分析。图5.4计算区域及网格划分

复杂地形地貌桥址区风特性现场实测与数值模拟结果

研究采用计算流体力学商用软件FLUENT,针对研究对象利用ICEM建立桥塔附近流动区域的几何形状,设定边界类型并生成网格,输出用于FLUENT求解器计算的格式,通过选择合适的模型及参数进行求解计算。

龙江大桥采用了双肢混凝土桥塔,选定风观测仪器安装高度处两个塔肢水平中心距离为32.92 m。为考虑塔肢的相互影响,数值计算时的计算区域应包括两个塔肢,同时为方便考察不同来流风向下桥塔附近的风场变化规律,计算区域采用600 m×600 m的正方形区域,桥塔特征尺寸为7.5 m,计算区域内阻塞率最大为2.5%,阻塞率较小。有限元模型采用结构化网格对计算区域进行离散,为重点考察桥塔附近的风场,对桥塔区周围的网格划分进行加密,远离桥塔区的区域网格划分相对较稀,网格划分时根据Schlichting提出的控制准则进行第一层网格的控制,y+值Schlichting建议在1~100,本计算中y+值取为50,这样可适当控制网格的总数量,同时也能有较好的网格精度。y+值计算公式为[136]

式中 y——第一层边界层厚度;

D——结构特征尺寸;(www.daowen.com)

Re——雷诺数

根据上述原则,计算区域内共划分网格总数为63万个。在计算中,根据来流风向的不同设置入口和出口边界,入口边界采用速度入口,出口边界采用压力出口,在桥塔壁面上采用无滑移边界条件。采用k-ω湍流模型对计算区域内的风场流动进行分析。计算区域和网格划分如图5.4所示。

图5.4 计算区域及网格划分

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