候采用CFD技術計算某些斷面的阻力系數(shù)。但是計算結果往往與實際存在明顯差距，因此必須進行風洞試驗。
[0031]步驟2，根據(jù)步驟I中初步設定的所述金屬絲間距的范圍，在所述管道模型外壁縱向設置金屬絲，將所述設置金屬絲的管道模型進行風洞試驗的單一管道模型的靜力試驗，獲取所述管道模型的阻力系數(shù)CD2。
[0032]步驟3，列出所述阻力系數(shù)Cd2隨所述金屬絲間距的變化曲線，如圖3，當所述阻力系數(shù)Cd2隨所述金屬絲間距變化最小時，最終確定金屬絲的標準間距。
[0033]圖1為設置金屬絲的管道模型斷面示意圖，如圖中所示，I為管道模型，其外徑為D，2為金屬絲。本實施例中，確定所述金屬絲的標準間距為D/12。
[0034]步驟4，根據(jù)步驟3所述的標準間距，在所述管道模型外壁縱向設置金屬絲，并將所述設置金屬絲的管道模型架設在懸索管道橋模型上進行風洞試驗。其中，所述管道模型架設在所述懸索管道橋模型的加勁梁橫梁上的支座上。
[0035]所述懸索管道橋模型包括兩根主纜和兩根風纜，若干條干擾纜將所述主纜和所述風纜連接起來，還有若干條干擾纜將兩根主纜連接起來。所述懸索管道橋氣彈模型為桁架主梁氣彈模型，由若干個桁架段組成，所述桁架段之間用“ π ”型彈簧連接。傳統(tǒng)的桁架主梁氣彈模型，需在桁架內增加一根用于模擬主梁剛度的芯梁，這樣勢必會在一定程度上影響風的繞流狀態(tài)，導致與實際橋梁的氣動力有差別，進而造成氣彈模型與實橋風振響應之間有較大差別。本發(fā)明提供的使用“ η ”型彈簧模擬懸索橋氣彈模型主梁剛度的方法，能夠更加準確地模擬桁架加勁梁的剛度，可使氣彈模型的加工和拼裝過程更簡便易行；通過調整“ ”型彈簧的幾何參數(shù)，可設計出適用于不同橋梁氣彈模型的“ ”型彈簧，實用性強。
[0036]圖4為風洞試驗得出的設置和未設置金屬絲的管道模型的阻力系數(shù)對比曲線。該管道模型的管徑為610mm，金屬絲的設置間距為管徑的1/12。從圖4可以看出，設置了金屬絲之后，模型的阻力系數(shù)有了明顯的下降。同時，之前的大量研究結果表明，在雷諾數(shù)相對較低的時候，隨著雷諾數(shù)的增大，阻力系數(shù)會有一個急劇下降的過程。因此，從圖4中可以看出設置了金屬絲之后，阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化趨勢更加符合實際情況，圖中Re為雷諾數(shù)。
[0037]本發(fā)明通過設置金屬絲，使得懸索管道橋在風洞試驗中氣動參數(shù)的模擬精度得到了極大的提高，是懸索管道橋風洞試驗技術的一次提升。本發(fā)明通過設置金屬條紋，使風洞試驗得出的懸索管道橋的氣動參數(shù)更加符合真實的情況，為懸索管道橋的工程設計提供有力的支撐。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種在風洞試驗中模擬懸索管道橋抗風特性的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，建立一組單一管道模型的CFD分析模型，將管道模型外壁縱向設置金屬絲，根據(jù)所述CFD分析模型的分析結果提取所述管道模型的阻力系數(shù)CD1，當所述阻力系數(shù)CD1的變化率隨所述金屬絲間距變化最小時，初步設定所述金屬絲間距的范圍； 步驟2，根據(jù)步驟1中初步設定的所述金屬絲間距的范圍，在所述管道模型外壁縱向設置金屬絲，將所述設置金屬絲的管道模型進行風洞試驗的單一管道模型的靜力試驗，并獲取所述管道模型的阻力系數(shù)CD2; 步驟3，列出所述阻力系數(shù)CD2隨所述金屬絲間距的變化曲線，當所述阻力系數(shù)C D2的變化率隨所述金屬絲間距變化最小時，最終確定金屬絲的標準間距； 步驟4，根據(jù)步驟3所述的標準間距，在所述管道模型外壁縱向設置金屬絲，并將所述設置金屬絲的管道模型架設在懸索管道橋模型上進行風洞試驗； 其中，所述管道模型架設在所述懸索管道橋模型的加勁梁橫梁上的支座上；所述懸索管道橋模型包括兩根主纜和兩根風纜，干擾纜將所述主纜和所述風纜連接起來，干擾纜還將兩根主纜連接起來； 所述懸索管道橋氣彈模型為桁架主梁氣彈模型，由若干個桁架段組成，所述桁架段之間用“ η ”型彈簧連接。2.根據(jù)權利要求1所述的在風洞試驗中模擬懸索管道橋抗風特性的方法，其特征在于，步驟1中，所述金屬絲的兩端鉤掛在所述管道模型的兩端口處。3.根據(jù)權利要求1所述的在風洞試驗中模擬懸索管道橋抗風特性的方法，其特征在于，所述金屬絲為銅絲、鐵絲、鋁絲、鎳絲、合金鋼絲。4.根據(jù)權利要求3所述的在風洞試驗中模擬懸索管道橋抗風特性的方法，其特征在于，所述金屬絲為銅絲。5.根據(jù)權利要求1所述的在風洞試驗中模擬懸索管道橋抗風特性的方法，其特征在于，步驟1中初步設定的所述金屬絲間距的范圍為所述管道模型周長的1/4、1/6、1/8、l/10、l/12、l/14、l/16o6.根據(jù)權利要求1所述的在風洞試驗中模擬懸索管道橋抗風特性的方法，其特征在于，所述金屬絲的直徑為所述管道模型直徑的1/500?1/50。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在風洞試驗中模擬懸索管道橋抗風特性的方法，屬于懸索管道橋抗風技術領域。所述方法包括：根據(jù)管道模型的CFD分析模型的分析結果提取管道模型的阻力系數(shù)CD1，初步設定金屬絲間距的范圍；在管道模型外壁縱向設置金屬絲，將設置金屬絲的管道模型進行風洞試驗，獲取所述管道模型的阻力系數(shù)CD2；列出所述阻力系數(shù)CD2隨所述金屬絲間距的變化曲線，當所述阻力系數(shù)CD2隨所述金屬絲間距變化最小時，最終確定金屬絲的標準間距；根據(jù)所述標準間距設置金屬絲，并將所述設置金屬絲的管道模型架設在懸索管道橋模型上進行風洞試驗。本發(fā)明中金屬絲的設置比較簡單，便于試驗操作，提高了懸索管道橋的風洞試驗模擬精度。
【IPC分類】G01M9/00, G01M9/08
【公開號】CN105319048
【申請?zhí)枴緾N201510827974
【發(fā)明人】李國輝, 王文進, 左雷斌, 馬存明, 馬曉成, 詹勝文, 李明水, 楊春玲, 鐵明亮, 王麗, 康坤坤
【申請人】中國石油天然氣管道工程有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月24日