Investigations of Strouhal numbers of iced cable models of cable-supported bridges with respect to angle of wind attack
Variant of the title
Badania liczb Strouhala modeli oblodzonych cięgien mostów podwieszonych z uwzględnieniem kąta natarcia wiatru
Author
Górski, Piotr
Tatara, Marcin
Pospišil, Stanislav
Kuznetsov, Sergej
Marušić, Ante
Published in
Technical Transactions
Numbering
Y. 112, iss. 2-B
Pages
417-432
Release date
2015
Place of publication
Kraków
Publisher
Wydawnictwo PK
Language
English
DOI
10.4467/2353737XCT.15.147.4184
Keywords
bridge cable, ice accretion, Strouhal number, angle of attack, vortex shedding frequency
cięgno, oblodzenie, liczba Strouhala, kąt natarcia, częstość wzbudzenia wirowego
Abstract
The influence of the ice accretion, angle of attack and Reynolds number on the flow field around iced cables of cablesupported bridges is not clearly understood. The Strouhal number is one of the most important parameters which is necessary for an analysis of the vortex excitation response of slender structures. This paper presents the method and results of wind tunnel investigations of the Strouhal number of stationary iced cable models of cable-supported bridges. The investigations were conducted in a climatic wind tunnel laboratory of the Czech Academy of Sciences in Telč. The methodology leading to the experimental icing of the inclined cable model in the climatic section of the laboratory was prepared. The shape of the ice on the cable was registered by photogrammetry and numerical evaluation. For the aerodynamic investigations, the iced cable model in a smaller scale was reproduced using a 3D printing procedure. The Strouhal number was determined within the range of the Reynolds number between 2.4·104 and 16.4·104, based on the dominant vortex shedding frequency measured in the flow behind the model. The model was orientated at three principal angles of wind attack for each of the Reynolds number values. In order to recognize the tunnel blockage effect, the Strouhal number of a smooth circular cylinder was tested. Strong agreement with the generally reported value in the subcritical Reynolds number range for a circular cylinder was obtained.
Wpływ oblodzenia, kąta natarcia wiatru i liczby Reynoldsa na zjawisko opływu powietrza wokół oblodzonych cięgien mostów podwieszonych nie został dotychczas dobrze poznany. Liczba Strouhala jest jednym z ważniejszych parametrów, którego znajomość jest niezbędna na etapie analizy odpowiedzi smukłych konstrukcji na wzbudzenie wirowe. W artykule przedstawiono sposób i wyniki badań liczby Strouhala nieruchomych modeli oblodzonych cięgien mostów podwieszonych. Badania wykonano w tunelu aerodynamicznym z komorą klimatyczną Laboratorium Czeskiej Akademii Nauk w Telč. W komorze klimatycznej wykonano doświadczalne oblodzenie modelu cięgna o osi nachylonej pod kątem 30° do płaszczyzny poziomej. Kształt oblodzonej powierzchni zarejestrowano metodą fotogrametrii cyfrowej. Do badań w tunelu aerodynamicznym wykonano nowy model sekcyjny oblodzonego cięgna metodą druku 3D. Liczbę Strouhala wyznaczono w zakresie wartości liczby Reynoldsa od 2,4·104 do 16,4·104 na podstawie pomiaru częstości odrywania się wirów w śladzie aerodynamicznym za modelem. Badania wykonano przy trzech podstawowych kierunkach napływającego powietrza. W celu określenia wpływu zjawiska blokowania tunelu na wyniki pomiarów wykonano badanie liczby Strouhala gładkiego walca kołowego. Otrzymane wartości były zgodne z wartościami podanymi w literaturze przedmiotu w zakresie podkrytycznym liczby Reynoldsa.
PKT classification
630000 Budownictwo
Department
Zbiory cyfrowe BPK
License
Licencja PK
Access rights
Zasób dostępny dla wszystkich
Cookies or other similar solutions are used on the page. Take a look at privacy policy to get to know the details.
