宽厚比为2∶1的圆角矩形断面气动特性的雷诺数效应试验研究

摘要：

矩形断面在实际工程中应用广泛,对其角部进行圆角化处理可有效减小风荷载并改善风致振动性能,然而圆角矩形断面的气动特性存在明显的雷诺数效应.为研究宽厚比为2∶1的圆角矩形断面气动特性的雷诺数效应,减小在这类断面结构的风荷载和风致振动分析中因雷诺数原因引起的误差,对5种不同圆角率(0.1、0.2、0.3、0.4和0.5)的刚性模型进行了测压风洞试验,试验雷诺数范围为0.8×105～3.6×105.通过风洞试验得到并分析了不同圆角率矩形断面的平均阻力系数、平均风压系数和斯特罗哈数随雷诺数的变化规律,并与标准矩形断面进行对比.研究结果表明:不同于标准矩形断面,5种圆角矩形断面的气动特性均表现了一定的雷诺数效应,这种雷诺数效应随圆角率的增大先增强后减弱,当圆角率为0.2时最强,其在雷诺数为2.8×105时发生了明显跳跃;不同圆角矩形断面的平均阻力系数均随雷诺数的增加而减小.与其它位置相比,圆角矩形断面侧面和圆角位置处的风压系数受雷诺数影响更明显,其中圆角位置处最为显著.圆角矩形断面的斯特罗哈数在圆角率为0.1时基本稳定在0.22左右,圆角率为0.2时在跳跃前后分别在0.24和0.31附近,在其它圆角率时则随雷诺数的增加先增大后稳定.

关键词：矩形断面、圆角率、气动特性、雷诺数效应、风洞试验

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分类号：U443.35;U441.3(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;河北省自然科学基金;河北省高等学校科学技术研究项目;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自主课题

在线出版日期：2023-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1-7,17