不同风向角下线形布置双方柱脉动气动力特性研究

杨 群， 吴倩云， 姜会民， 刘庆宽， 刘小兵

(1. 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， 石家庄 050043；2. 河北省风工程和风能利用工程技术创新中心， 石家庄 050043； 3. 石家庄铁道大学 土木工程学院， 石家庄 050043)

线形布置双方柱的结构形式在大跨度桥梁的墩塔、高层建筑及高耸结构等实际工程中应用较多。由于间距不大，双方柱之间存在气动干扰效应。这种干扰效应与来流风向角密切相关。如图1所示，根据来流风向不同，线形布置双方柱的布置形式可以分为三种：当来流风向与双方柱的重合对称轴平行时，为串列布置(见深灰色箭头)；当来流风向垂直于双方柱的重合对称轴时，为并列布置(见浅灰色箭头)；当来流风向既不平行也不垂直双方柱的重合对称轴时，为斜列布置。

图1 双方柱布置形式

查阅相关文献不难发现，目前线形布置双方柱的气动力特性研究主要是针对串列和并列两种布置形式展开的。陈素琴等[1]数值计算了串列双方柱的绕流及气动力，再现了气动力在临界间距时的不连续跳跃。杜晓庆等[2]和Kim等[3]分别利用数值模拟和粒子图像技术分析了串列双方柱周围的流动状态及其对气动力特性的影响，发现不同间距下的流动状态和气动力有很大差异。樊晓羽等[4]所开展的研究则发现，串列双方柱在临界间距范围内的绕流会出现双稳态特征。陈素琴等[5]数值模拟了并列双方柱在较小间距时的偏流现象，研究发现，偏流边的方柱具有较大的气动力和涡脱频率。……