復雜地形橋位風場空間分布特性數值模擬

薛亞飛，劉志文

(湖南大學　風工程與橋梁工程湖南省重點實驗室，湖南　長沙　410082)

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復雜地形橋位風場空間分布特性數值模擬

薛亞飛，劉志文

(湖南大學風工程與橋梁工程湖南省重點實驗室，湖南長沙410082)

摘要：以擬建的山西臨猗黃河大橋為工程背景，進行復雜地形橋位風場空間分布特性數值模擬研究。根據航天飛機雷達地形測繪使命(Shuttle Radar Topography Mission, SRTM)系統所提供的90 m分辨率數字地形高程模型，采用Global Mapper將橋位附近數字地形高程模型導出為點云圖，再由逆向工程軟件Imageware將橋位地形點云圖生成曲面，采用GAMBIT建立橋位地形CFD模型，最后采用FLUENT軟件進行橋位地形風場數值模擬。研究表明：采用SRTM所提供的90 m分辨率數字地形高程模型可實現復雜地形建模，且精度滿足工程需要；4種網格計算結果總體上與實測值較為接近，最大相對誤差約為-14.5%；風從正北方吹時，各監測點處平均風速沿高度增加而增大。

關鍵詞：橋梁工程；復雜地形橋位；數值模擬；風特性；現場實測

0引言

橋位風特性參數是大跨度橋梁抗風設計的基礎[1]。對于開闊江面或河道，其橋位風特性參數已有大量實測資料和研究成果可供參考，對應橋位風特性參數比較容易確定。對于復雜地形橋位，由于橋位地形差別較大，其風特性研究難度相對較大。目前復雜地形橋位風特性研究主要有現場實測、風洞試驗和CFD數值模擬。現場實測是目前橋位風特性參數研究最為可靠的方法[2-3]，但現場實測需要耗費大量的人力物力和時間，且僅能獲得某幾個固定位置的風特性參數，而對于跨江河、峽谷大型橋梁則無法直接得到河中央橋面處風速特性。……