湍流DSRFG与LES风场沿计算域流向变化的影响因素

湍流DSRFG与LES风场沿计算域流向变化的影响因素

论文摘要

为生成满足桥梁风工程大涡模拟(LES)要求的入口湍流风场,以丹麦大带桥桥址风特性为例,采用离散再合成的随机流动生成(DSRFG)方法合成了满足目标湍流度、积分尺度、脉动风速谱及空间相关性等参数的各向异性湍流;讨论了DSRFG方法在生成湍流风场上关键参数的合理取值;基于Fluent平台,通过自主开发的用户自定义函数(UDF)程序将生成的湍流风场赋给大涡模拟的入口边界,基于LES研究了不同网格尺寸和时间步长取值,入口湍流风场在计算域流向的变化规律。研究结果表明:DSRFG方法能生成满足桥梁LES模拟要求的指定湍流特性风场,产生的风场风谱和速度分量统计值与目标值吻合较好;入口湍流风场特性在计算域流向有较好的维持,脉动风谱在低频段与目标谱吻合较好,高频段出现一定衰减,而衰减起始频率随网格尺寸和时间步长的减小而增大。最后拟合了网格尺寸与脉动风谱衰减起始频率的关系曲线,建议了LES合适的网格尺寸和时间步大小,相关研究结果可为湍流风场模拟和桥梁风工程大涡模拟提供重要参考。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 DSRFG方法的理论与实现
  •   1.1 连续风谱的离散
  •   1.2 湍流风场的生成
  • 2 湍流风场模拟参数选择
  •   2.1 桥梁风场及DSRFG参数
  •   2.2 空间相关性调整参数Ls
  • 3 LES流向湍流变化特性及影响因素
  •   3.1 计算域网格及计算条件
  •   3.2 网格尺度对湍流风场的影响
  •   3.3 时间步长对湍流风场的影响
  • 4 结 语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 祝志文,陈魏

    关键词: 桥梁工程,湍流,大涡模拟,入口边界条件

    来源: 中国公路学报 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 湖南大学土木工程学院,汕头大学土木与环境工程系

    基金: 国家重点基础研究发展计划(“九七三”计划)项目(2015CB057701),国家自然科学基金项目(51878269),湖南省研究生创新项目(521293361)

    分类号: U442

    DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.02.011

    页码: 106-115

    总页数: 10

    文件大小: 5330K

    下载量: 176

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