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宽高比为0.62的矩形柱绕流特性研究

计算机仿真 2022年第3期39卷 238-243页

作者：李鳌程文明王书标杜润西南交通大学机械工程学院四川成都610031 轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室四川成都610031

为研究高雷诺数Re=19000下宽高比临界值R=0.62时矩形柱流场及气动特性,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)方法,采用基于动态亚格子模型的大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)对均匀来流下绕流情况进行仿真计算。首先... 详细信息

为研究高雷诺数Re=19000下宽高比临界值R=0.62时矩形柱流场及气动特性,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)方法,采用基于动态亚格子模型的大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)对均匀来流下绕流情况进行仿真计算。首先进行网格无关性验证,并针对基于时间积分的平均积分分量对比,验证了计算准确性;接着分析了矩形柱表面压力系数分布,及中心线速度分布,并在此基础上分析其气动特性;然后对柱体后不同位置速度及其脉动值分布进行尾流场特性分析;同时,还针对LES模型的二维和三维结果,进行对比分析,说明其在气动力和流场特性间的差异,并为工程应用和计算提供意见和参考。

关键词：矩形柱大涡模拟气动特性尾涡特征

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矩形柱的涡振三维特性数值模拟研究

交通科学与工程 2023年第2期39卷 62-70,79页

作者：熊涛许育升陈银伟马行川韩艳中铁大桥勘测设计院集团有限公司湖北武汉430071 深圳铁路投资建设集团有限公司广东深圳518000 长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室湖南长沙410114

该研究基于二维雷诺平均SST k-ω模型和三维大涡模型,对高宽比为1∶4的矩形柱涡激振动进行数值模拟,并从能量和流场的角度对其涡振机理进行对比和分析。先通过结合动网格技术的数值模拟方法,自编译UDF函数并将其嵌入Fluent软件,求解出... 详细信息

该研究基于二维雷诺平均SST k-ω模型和三维大涡模型,对高宽比为1∶4的矩形柱涡激振动进行数值模拟,并从能量和流场的角度对其涡振机理进行对比和分析。先通过结合动网格技术的数值模拟方法,自编译UDF函数并将其嵌入Fluent软件,求解出矩形柱的振动响应;再将得到的结果与风洞试验的结果进行对比和分析;最后,从能量和流场的角度解释二维、三维数值模拟结果差异的原因。研究结果表明:二维、三维模型的数值模拟方法均能准确捕捉到矩形柱的涡激振动区间。其中,二维模型的幅值偏大。三维模型能更准确地捕捉到涡振振幅,三维与二维矩形柱模型在旋涡大小、结构形式和相位上的不同,使三维模型的升力整体小于二维模型的。但由于二维模型压力系数的均方差整体大于三维模型的,故可推测二维模型的输入能量大于三维的。这也是二维模型的振幅偏大的原因。该研究结果可以为类似桥梁断面的涡振数值计算提供参考。

关键词：数值模拟矩形柱涡激振动动网格

FRP约束混凝土矩形柱有软化段时的应力-应变关系研究

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土木工程学报 2008年第3期41卷 21-28页

作者：魏洋吴刚吴智深吕志涛东南大学东南大学南京210096 南京林业大学南京210037 日本茨城大学日立316-8511

随着侧向FRP约束条件的变化,FRP约束矩形混凝土可区分为强、弱约束两种状态,表现为应力-应变关系曲线是否有软化段。本文在国内外大量试验数据分析的基础上,给出了判断FRP强、弱约束矩形混凝土柱的界限值;随后,针对FRP弱约束矩形混凝土... 详细信息

随着侧向FRP约束条件的变化,FRP约束矩形混凝土可区分为强、弱约束两种状态,表现为应力-应变关系曲线是否有软化段。本文在国内外大量试验数据分析的基础上,给出了判断FRP强、弱约束矩形混凝土柱的界限值;随后,针对FRP弱约束矩形混凝土柱应力-应变关系进行了系统研究,认为在不同FRP约束条件下,软化段直线终点可近似认为均位于通过原点的同一条虚直线上,建议了峰值应力、应变及软化段直线刚度的计算方法,其应力-应变关系模型可采用二次抛物线加直线表达,所建议公式及模型预测结果与相关文献试验数据符合很好;最后,对FRP弱约束矩形截面混凝土柱的应力-应变关系进行了参数分析。

关键词： FRP 约束矩形柱应力-应变关系软化

纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土矩形柱应力-应变关系的研究

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建筑结构学报 2004年第3期25卷 99-106页

作者：吴刚吕志涛东南大学土木工程学院江苏南京210096

在国内外试验研究基础上,分析了纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土矩形柱的特点,指出FRP约束后混凝土矩形柱的应力-应变关系曲线可能有软化段或硬化段。指出FRP约束混凝土矩形柱的转折点应力和应变主要与FRP侧向约束刚度和混凝土弹性模... 详细信息

在国内外试验研究基础上,分析了纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土矩形柱的特点,指出FRP约束后混凝土矩形柱的应力-应变关系曲线可能有软化段或硬化段。指出FRP约束混凝土矩形柱的转折点应力和应变主要与FRP侧向约束刚度和混凝土弹性模量比值有关,并提出相应的计算公式。指出FRP约束混凝土矩形柱的极限应力和应变主要与FRP侧向约束强度、FRP类型、矩形截面的转角、混凝土强度等参数有关,提出极限应力和极限应变可在等价FRP约束以矩形截面较大边为直径的等价圆柱体极限应力和应变基础上乘以相应的折减系数得到,该计算方法简单且较全面地考虑了各影响参数。最后,提出三个确定FRP约束混凝土矩形柱的应力-应变关系模型,各模型在一定的条件下均与试验结果符合较好。

关键词：纤维增强复合材料矩形柱约束应力一应变关系弹性模量

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薄矩形柱绕流旋涡脱落的抑制

力学学报 2010年第4期42卷 615-622页

作者：邵传平林建忠魏庆鼎中国计量学院流体检测与仿真研究所杭州310018 北京大学湍流与复杂系统研究国家重点实验室北京100871

用窄条形控制件对截面宽度为B,厚度为H的矩形柱体绕流的旋涡脱落进行抑制.实验在风洞中进行,实验范围为B/H=2.0～5.0,Re=V∞H/ν=3.75×10^3～1.05×10^4.矩形柱的宽边B与来流平行,窄条与柱体等长,且两者轴线相互平行放置.窄条宽度为b/H... 详细信息

用窄条形控制件对截面宽度为B,厚度为H的矩形柱体绕流的旋涡脱落进行抑制.实验在风洞中进行,实验范围为B/H=2.0～5.0,Re=V∞H/ν=3.75×10^3～1.05×10^4.矩形柱的宽边B与来流平行,窄条与柱体等长,且两者轴线相互平行放置.窄条宽度为b/H=0.5,窄条厚度远小于其宽度;窄条位置可变,但窄条表面保持与来流垂直.尾流脉动速度测量和流动显示结果表明：当窄条位于一个有效区内时,矩形柱体两侧的旋涡脱落被抑制;而当窄条位于一个单侧有效区内时,矩形体一侧的旋涡脱落被抑制,在另一侧旋涡脱落却仍存在.有效区范围从矩形体的上游某点一直延续到矩形体的下游某点.单侧有效区将整个有效区围在其中.有效区和单侧有效区范围随着B/H的增大而增大,但随着Re的增大而减小.

关键词：抑制涡脱落矩形柱控制件实验

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矩形柱一字可调式卡箍柱模施工技术

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第5期 83-86页

作者：武孟强中国水利水电第十四工程局有限公司云南昆明650041

目前柱子支模方式大多采用普通钢管、型钢、扣件与对拉螺杆配套进行加固,这一加固方式不仅受限于柱子截面的差异,工效低,在成型观感质量方面差强人意。加蓬利伯维尔信息中心和房建中心大楼建设项目矩形柱子支模方式打破传统的模板加固方... 详细信息

目前柱子支模方式大多采用普通钢管、型钢、扣件与对拉螺杆配套进行加固,这一加固方式不仅受限于柱子截面的差异,工效低,在成型观感质量方面差强人意。加蓬利伯维尔信息中心和房建中心大楼建设项目矩形柱子支模方式打破传统的模板加固方法,采用矩形柱一字可调式卡箍柱模施工方法,提高了混凝土矩形柱成型质量、加快了现场施工进度以及节约了施工成本。

关键词：矩形柱一字可调式卡箍柱模施工技术

不同宽高比矩形柱气动力特性及流场大涡模拟研究

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不同宽高比矩形柱气动力特性及流场大涡模拟研究

不同风向角下宽厚比为1∶4的矩形柱气动特性试验研究

第32届全国结构工程学术会议

作者：许浩然靖洪淼张记涛于春放刘庆宽石家庄铁道大学土木工程学院河北省风工程与风能利用工程技术创新中心石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室

矩形柱绕流作为结构风工程中的典型问题而被广泛研究。本研究基于CFD(Computational Fluid Dynamics)中的大涡模拟(Large Eddy Simulation, LES)方法,开展了雷诺数Re为1000的不同宽高比矩形柱绕流流场数值模拟,获得了平均阻力系数、脉... 详细信息

矩形柱绕流作为结构风工程中的典型问题而被广泛研究。本研究基于CFD(Computational Fluid Dynamics)中的大涡模拟(Large Eddy Simulation, LES)方法,开展了雷诺数Re为1000的不同宽高比矩形柱绕流流场数值模拟,获得了平均阻力系数、脉动升力系数、斯托罗哈数和回流长度等相关参数,研究了其随宽高比的变化规律。结果表明:当宽高比B/D从1增长到10时,矩形柱平均阻力系数与脉动升力系数逐渐减小,平均阻力系数从B/D=1时的2.27降至B/D=10时的1.00,升力系数均方根从B/D=1时的1.64降至B/D=10时的0.38。而斯托罗哈数先减小后增大,在B/D=2时取得最小值0.08,在B/D=3时达到0.17。回流长度与最小流向速度随宽高比变化趋势基本一致。当B/D=2时回流长度最大,即1.39D;此外,在B/D=2～4区间内存在流态转变。

关键词：矩形柱宽高比大涡模拟气动力特性流场

来源： cnki会议评论

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石家庄铁道大学学报（自然科学版） 2022年第2期35卷 32-38页

作者：范佳豪丰斌姜会民刘小兵杨群石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 河北省风工程和风能利用工程技术创新中心河北石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043

基于刚性模型测压风洞试验,分析了0°~90°风向角范围内宽厚比为1∶4矩形柱的气动特性,得到了其风压系数、气动力系数和斯托罗哈数随风向角的变化规律。结果表明,平均阻力系数随着风向角的增大先减小后增大;平均升力系数的绝对值随着风... 详细信息

基于刚性模型测压风洞试验,分析了0°~90°风向角范围内宽厚比为1∶4矩形柱的气动特性,得到了其风压系数、气动力系数和斯托罗哈数随风向角的变化规律。结果表明,平均阻力系数随着风向角的增大先减小后增大;平均升力系数的绝对值随着风向角的增大先增大后减小;平均扭矩系数分别在α为55°和85°时取得极小值和极大值。脉动气动力系数在α≤25°时整体较α>25°时大。斯托罗哈数在α为15°~35°和85°~90°时发生了突变现象。

关键词：矩形柱气动特性风向角风洞试验

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低亚声速和跨声速矩形柱绕流的大涡模拟研究

空气动力学学报 2014年第6期32卷 791-799页

作者：陈建平黄伟希许春晓清华大学航天航空学院北京100084

采用基于非结构网格的有限体/有限元混合格式和大涡模拟的方法求解可压缩Navier-Stokes方程,研究了不同长宽比矩形柱低亚声速和跨声速绕流的流动特性。在雷诺数为22000时,对来流马赫数等于0.1和0.75,截面长宽比分别为1∶1、2∶1、3∶1和... 详细信息

采用基于非结构网格的有限体/有限元混合格式和大涡模拟的方法求解可压缩Navier-Stokes方程,研究了不同长宽比矩形柱低亚声速和跨声速绕流的流动特性。在雷诺数为22000时,对来流马赫数等于0.1和0.75,截面长宽比分别为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1的矩形柱绕流进行了大涡模拟,以研究长宽比和压缩性对矩形柱绕流流场的影响。马赫数为0.1时,Strouhal数随着长宽比的增大先降低再增大然后再降低;长宽比为3∶1和4∶1时会有流动的再附产生;柱体上表面的三维特性在长宽比大时更明显。马赫数为0.75时,Strouhal数随着长宽比的增大逐渐减小;湍流脉动和涡脱落受到抑制;方柱的近尾迹区域,有两种形成机制不同的局部超声速区。

关键词：湍流低亚声速跨声速大涡模拟矩形柱