山区高墩桥梁桥址风环境数值模拟*

杨鸿波　江为学

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司　贵阳　550081)

山区高墩桥梁桥址风环境数值模拟*

杨鸿波江为学

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550081)

摘要采用结合桥址处地形进行风环境数值模拟的方法获得大桥桥址处未设风速测点的桥梁结构抗风所需的基本风速。建立三维数字地形模型并导入流场求解软件，划分网格，进行流场的数值模拟。以Navier-Stokes方程为基本控制方程，采用离散化的数值模拟方法求解流场，使用标准k-ε双方程湍流模型。通过风速修正系数考察桥位风速与气象站的风速关系。最后根据修正系数进行了风场指数α的拟合，确定桥位场地类别接近C类场地。

关键词风环境数值模拟Navier-Stokes方程湍流模型风速修正系数

在国家西南部地区，众多待建桥梁桥址处没有足够的风速站风速资料，而基本风速是对桥梁结构进行抗风研究最基本的资料。获得桥位风速的方法有物理风洞试验方法和数值风洞技术。传统的物理风洞试验方法是依据运动相似性原理和流动相似性原理，在风洞中安装建筑物模型和地形模型，研究建筑物的空气动力学特性的方法。物理风洞试验方法虽然具有准确直观的特点，但是也存在周期长、成本高、有缩尺效应等限制[1-2]。数值风洞技术是基于计算流体动力学原理，选择合适的空气湍流数学模型，并结合适当的数值算法模拟空气动力特性。数值风洞技术具有模拟真实风环境的能力，并且可以构建原型尺度的计算模型，有效弥补了物理风洞试验方法的不足[3]。……