確定性渦方法的數(shù)學(xué)格式及其在橋梁抗風(fēng)中的應(yīng)用.pdf

1、本文選用確定性渦方法--粒子強(qiáng)度交換法(PSE)實(shí)現(xiàn)鈍體繞流的數(shù)值模擬，對鈍體繞流的微觀機(jī)理和雷諾數(shù)效應(yīng)進(jìn)行分析。主要的研究工作： 1．詳細(xì)研究了渦方法的理論和方法；選擇高精度處理渦量粘性擴(kuò)散效應(yīng)的確定性渦方法格式及提出相匹配的粘性渦量邊界條件，對其進(jìn)行詳細(xì)的理論推導(dǎo)和數(shù)值推導(dǎo)，將其程序化并進(jìn)行參數(shù)化研究和驗(yàn)證；為了避免局部粒子的扭曲導(dǎo)致不能準(zhǔn)確地模擬Navier-Stokes方程，程序中引入粒子強(qiáng)度重分配，保證流場中的粒子在任

2、一時(shí)刻都重疊；為減少計(jì)算量，實(shí)現(xiàn)程序的長時(shí)間的穩(wěn)定的計(jì)算，還引入非均勻網(wǎng)格的粒子強(qiáng)度重分配方法； 2．采用實(shí)現(xiàn)的PSE程序?qū)锯g體斷面的流場進(jìn)行模擬，不同雷諾數(shù)下的圓形截面，不同風(fēng)攻角下的方形截面和不同風(fēng)攻角下的矩形截面進(jìn)行模擬，給出了其主要的數(shù)字特征，并與其他作者的計(jì)算和試驗(yàn)進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了程序?qū)︹g體繞流的可靠性； 3．PSE計(jì)算了各種不同類型的橋梁斷面的三分力系數(shù)和St數(shù)和Millau橋三分力系數(shù)隨風(fēng)攻角的變化，

3、并與隨機(jī)渦方法和試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了比較，分析PSE計(jì)算結(jié)果的穩(wěn)定性； 4．利用特征值正交分解法(POD)分析了PSE計(jì)算的兩種不同長寬比的矩形截面和Millau橋截面的表面壓力分布，對固體表面荷載分布進(jìn)行微觀機(jī)理分析，并與試驗(yàn)結(jié)果和其他作者的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較，確定固體表面上壓力變化較大的區(qū)域。 5．采用PSE計(jì)算了Ⅱ型截面，大海帶東橋引橋和蘇通長江公路大橋三個(gè)不同類型的截面三分力系數(shù)和St數(shù)隨雷諾數(shù)的變化，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)