基于对流换热系数修正的钢箱梁温度场研究

摘要

为了研究对流换热边界条件对钢箱梁温度场分布的影响,提出了一种基于对流换热系数修正的钢箱梁温度场数值模拟方法.首先,基于商用软件Fluent计算了钢箱梁截面附近的风速分布,其次,以Fluent计算得到的钢箱梁截面各表面风速修正对流换热系数,并基于ANSYS有限元软件进一步对比研究了不同工况下钢箱梁温度场的分布特征.钢箱梁表面风场计算结果表明:与入口风速相比,钢箱梁截面各表面的风速呈现出不同程度的降低,其中背风侧风嘴上板表面风速降低95.5％,底板表面风速降低17.7％.钢箱梁温度场计算结果表明:与不考虑对流系数修正的钢箱梁温度场相比,考虑对流系数修正后,钢箱梁的横、竖向正温差明显增大,在计入桥面附属设施的影响后钢箱梁横截面的竖向正温差会进一步加剧.桥面铺装对钢箱梁横截面的竖向温差几乎没有影响,仅将最大温差出现的时间延后1h.此外,由于横隔板的导热性较好,横隔板的存在会明显减小钢箱梁截面的日温差.因此,在钢箱梁温度场计算中,钢箱梁表面风场、桥面附属设施以及横隔板对钢箱梁温度场的影响不能忽略.