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三類氣動導(dǎo)納數(shù)值識別方法的適應(yīng)性研究

作者:張偉峰; 張志田; 張顯雄; 陳政清 湖南大學(xué)土風(fēng)工程與橋梁工程湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 長沙410082; 華北水利水電大學(xué)土木與交通學(xué)院; 鄭州450045; 海南大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院; 海口570228

摘要:針對氣動導(dǎo)納函數(shù)的數(shù)值識別方法,借助于CFD,在簡諧脈動來流、湍流和豎向階躍來流下對平板斷面和箱梁斷面的導(dǎo)納函數(shù)函數(shù)進(jìn)行研究。首先,在無斷面存在的空流域內(nèi)詳細(xì)研究了簡諧脈動來流、湍流和豎向階躍來流的傳播特性及其數(shù)值計算方法。其次,對有斷面存在的情況進(jìn)行了數(shù)值計算。最后,識別得到了平板斷面和箱梁斷面在三種不同來流下的氣動導(dǎo)納函數(shù)。結(jié)果表明:對平板斷面,三種方法識別得到的氣動導(dǎo)納函數(shù)與Sears函數(shù)吻合良好,驗(yàn)證了三種數(shù)值計算方法的可行性;對箱梁斷面,簡諧來流和湍流下識別的氣動導(dǎo)納差別不大。相比之下,完全基于線性疊加原理的階躍來流方法產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性的偏差,表明該法不宜用于鈍體斷面。計算效率方面,湍流的計算效率適中且對任意斷面適用;簡諧脈動來流的計算效率最低,適用于氣動導(dǎo)納與風(fēng)場無關(guān)和弱相關(guān)的斷面;豎向階躍流方法具有計算時間短的優(yōu)勢,但它僅能用于氣動導(dǎo)納與風(fēng)場完全無關(guān)的斷面。

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