山地城市钢桥杆件涡激振动数值模拟研究

以重庆朝天门大桥的典型杆件作为研究对象,将构件简化为弹簧-阻尼-质量二维系统,利用FLUENT软件建立数值风洞,对山地城市钢拱桥杆件风振机理进行研究。通过弱耦合的方法对杆件的涡激振动进行数值仿真模拟,全程应用四阶Runge-Kutta法求解,进行数据的传递。数值分析结果表明:0°风攻角下,风速为45 m/s时涡脱频率与结构的固有频率十分接近,位移最大值为65.54 mm,断面发生涡激共振,此时呈现周期性交替的涡街,且涡的大小和涡距较为均匀;风速为45 m/s时,随着风攻角的变化,最大位移及最大升力均有变化;随着阻尼比的递增,最大位移呈现递减趋势,增大结构的阻尼比在一定程度上能限制共振时的位移幅值。