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基于CFD的双幅桥梁气动干扰效应数值仿真
基于CFD的双幅桥梁气动干扰效应数值仿真
摘要：
双幅桥梁作为一种特殊的桥梁结构，在气动力学方面存在着一定的干扰效应。本文利用CFD（ComputationalFluidDynamics，计算流体动力学）方法，对双幅桥梁的气动效应进行数值仿真研究。通过建立合适的数值模型，仿真分析了双幅桥梁在不同气流速度下的气动压力分布、升力系数以及流场分布等参数。研究结果表明，双幅桥梁的气动干扰效应主要体现在主梁与副梁之间的相互作用上，且随着气流速度的增加，气动压力和升力系数也随之增加。本研究对于双幅桥梁的设计和改善具有一定的指导意义。
关键词：双幅桥梁；气动干扰效应；数值仿真；CFD
1.引言
双幅桥梁是一种常见的桥梁结构，其具有两个相邻的并列主梁。由于主梁之间的较小距离，双幅桥梁在气动方面的特性与常规单幅桥梁存在差异。在实际工程设计中，了解双幅桥梁的气动特性对于提高桥梁的安全性和稳定性至关重要。
2.数值模型的建立
在进行数值仿真研究前，首先需要建立合适的数值模型。本文采用Solidworks软件建模，并将模型导入到CFD软件中进行计算。
3.数值仿真结果分析
本研究选取了不同气流速度下的典型工况，通过数值仿真计算了双幅桥梁的气动特性。具体包括气动压力分布、升力系数以及流场分布等参数。
3.1气动压力分布
本文通过计算数值模型表面的气动压力分布，研究双幅桥梁在不同位置处的气动作用。结果显示，在主梁与副梁之间的接触区域，气动压力较大，这是由于两个主梁之间的气流相互干扰所致。
3.2升力系数
升力系数是衡量气动特性的重要参数之一。本文通过计算得到了双幅桥梁在不同气流速度下的升力系数，并进行了比较分析。结果表明，随着气流速度的增加，升力系数也呈现增加趋势。这说明在高速气流作用下，双幅桥梁的气动干扰效应会更加显著。
3.3流场分布
本文还对双幅桥梁的流场分布进行了数值分析。结果显示，在主梁与副梁之间的接触区域存在较大的湍流和涡旋结构，这是由于气流在接触区域的相互干扰所致。此外，在气流垂直作用下，流场分布也发生了显著变化。
4.结论
通过数值仿真研究，本文分析了双幅桥梁的气动特性，并得到了以下结论：
(1)双幅桥梁的气动干扰效应主要体现在主梁与副梁之间的相互作用上；
(2)随着气流速度的增加，双幅桥梁的气动压力和升力系数也随之增加；
(3)在气流垂直作用下，双幅桥梁流场分布存在明显变化。
本研究的结果对于双幅桥梁的设计和改进具有一定的指导意义。然而，由于双幅桥梁结构的复杂性，仍然存在一些挑战和局限性，需要进一步深入研究。
参考文献：
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