CN109446703B - 一种斜拉索气动阻力确定方法、装置及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于桥梁设计技术领域，提供了一种斜拉索气动阻力确定方法、装置及终端设备，所述方法包括：获取斜拉索的模型参数及环境参数，并根据模型参数及环境参数，计算斜拉索的雷诺数，环境参数包括风向角；根据斜拉索的模型参数及风向角，确定雷诺数所属的雷诺数分区；根据雷诺数所属的雷诺数分区，确定斜拉索的阻力系数；根据斜拉索的阻力系数及预设气动阻力计算公式，确定斜拉索的气动阻力。本发明能够简单、准确高效的确定斜拉索的气动阻力，为斜拉桥斜拉索的相关设计提供依据和参考。

Description

一种斜拉索气动阻力确定方法、装置及终端设备

技术领域

本发明属于桥梁设计技术领域，尤其涉及一种斜拉索气动阻力确定方法、装置及终端设备。

背景技术

斜拉索是斜拉桥的重要组成部分。对于大跨度斜拉桥，桥梁自身的结构特点和所处的风环境特征使得风荷载及其响应的问题变得尤为突出和重要，风荷载也往往成为结构设计的控制荷载。在横桥向风的作用下，大跨度斜拉桥斜拉索上的风荷载对于主梁位移和内力的贡献占整个风荷载的60％～70％，又因为斜拉索具有质量小、频率低、结构阻尼小、长细比大等特点，造成斜拉索在风荷载或者风雨荷载的作用下极容易发生振动。为了进行桥梁的静力分析和稳定性检算，以及振动机理的分析，准确计算和掌握作用在斜拉索上的气动阻力是十分重要的。

目前斜拉索气动阻力和振动的研究对象多是圆形截面。但在斜拉索生产、卷盘存放和运输、吊装以及在服役期风吹日晒造成表面聚乙烯老化、灰尘粘附，以及冬季表面覆冰等因素的作用下，使得斜拉索的截面成为微椭圆形截面，使用圆形截面斜拉索得到的气动阻力不能准确地反映斜拉索受到的真实气动阻力，斜拉索气动阻力检测结果的准确性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种斜拉索气动阻力确定方法、装置及终端设备，以解决现有技术中斜拉索气动阻力的检测结果准确性差的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种斜拉索气动阻力确定方法，包括：

获取斜拉索的模型参数及环境参数，并根据模型参数及环境参数，计算斜拉索的雷诺数；环境参数包括风向角；

根据斜拉索的模型参数及风向角，确定雷诺数所属的雷诺数分区；

根据雷诺数所属的雷诺数分区，确定斜拉索的阻力系数；

根据斜拉索的阻力系数及预设气动阻力计算公式，确定斜拉索的气动阻力。

本发明实施例的第二方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述斜拉索气动阻力确定方法的步骤。

本发明实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述斜拉索气动阻力确定方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过获取斜拉索的模型参数及环境参数，并根据模型参数及环境参数，计算斜拉索的雷诺数，环境参数包括风向角；根据斜拉索的模型参数及风向角，确定雷诺数所属的雷诺数分区；根据雷诺数所属的雷诺数分区，确定斜拉索的阻力系数；根据斜拉索的阻力系数及预设气动阻力计算公式，确定斜拉索的气动阻力。本发明实施例能够简单、准确高效的确定斜拉索的气动阻力，为斜拉桥斜拉索的相关设计提供依据和参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种斜拉索气动阻力确定方法的实现流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种斜拉索气动阻力确定方法的实现流程示意图；

图3是本发明实施例提供的图1中S102的实现流程示意图；

图4是本发明实施例提供的图1中S103的实现流程示意图；

图5是本发明实施例提供的图4中S402的实现流程示意图；

图6是本发明实施例提供的一种斜拉索气动阻力确定装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例1：

图1示出了本发明的一个实施例提供的一种斜拉索气动阻力确定方法的实现流程，其过程详述如下：

在S101中，获取斜拉索的模型参数及环境参数，并根据模型参数及环境参数，计算斜拉索的雷诺数；环境参数包括风向角。

在本实施例中，斜拉索是把斜拉桥主梁及桥面重量直接传递到塔架上的主要承重部分。在斜拉索生产、卷盘存放和运输、吊装以及在服役期风吹日晒造成表面聚乙烯老化、灰尘粘附，以及冬季表面覆冰等因素的作用下，使得斜拉索的截面成为微椭圆形截面，所以，本实施例主要以微椭圆形截面斜拉索为研究对象，计算微椭圆形截面斜拉索的气动阻力。

在本实施例中，斜拉索为微椭圆形截面斜拉索。

在本实施例中，环境参数包括风向角，来流风速，空气密度，其中，风向角为风向与微椭圆形截面短轴方向之间的角度。

在S102中，根据斜拉索的模型参数及风向角，确定雷诺数所属的雷诺数分区。

在本实施例中，根据斜拉索的模型参数确定斜拉索的类型，根据微椭圆形截面斜拉索的微椭圆截面长短轴之比，判断微椭圆形截面斜拉索的类型。

在S103中，根据雷诺数所属的雷诺数分区，确定斜拉索的阻力系数。

在本实施例中，通过获取斜拉索的雷诺数属于的雷诺数分区，可以根据雷诺数分区和风向角分区查找到斜拉索的阻力系数。

在S104中，根据斜拉索的阻力系数及预设气动阻力计算公式，确定斜拉索的气动阻力。

从上述实施例可知，本发明实施例通过获取斜拉索的模型参数及环境参数，并根据模型参数及环境参数，计算斜拉索的雷诺数；根据斜拉索的类型及风向角，确定雷诺数属于的雷诺数分区；根据雷诺数分区，确定斜拉索的阻力系数；根据斜拉索的阻力系数及预设气动阻力计算公式，确定斜拉索的气动阻力。本发明实施例能够简单、准确高效的确定斜拉索的气动阻力，为斜拉桥斜拉索的相关设计提供依据和参考。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，图2示出了本发明实施例提供的斜拉索气动阻力确定方法的一种实现流程，其过程详述如下：

在S201中，对试验模型进行风洞试验，获取试验模型在不同风向角下的雷诺数与阻力系数的对应关系；

在S202中，根据试验模型在不同风向角下的雷诺数与阻力系数的对应关系，对风向角进行分区得到风向角分区，对雷诺数进行分区得到雷诺数分区，并得到风向角分区、雷诺数分区与雷诺数范围的对应关系，雷诺数分区包括亚临界区、临界区和超临界区；

在S203中，若雷诺数处于亚临界区或超临界区，则获取风向角分区、雷诺数分区与阻力系数的对应关系，得到阻力系数统计表；

在S204中，若雷诺数处于临界区，则对不同风向角下的雷诺数与阻力系数的对应关系进行四次多项式拟合计算，得到临界区参数统计表。

在本实施例中，在对斜拉索进行气动阻力计算之前，需通过试验模型进行风洞试验，获取各个试验模型在不同环境参数下对应的阻力系数。风洞试验是在风洞的高速段中进行的。该风洞为一串联双试验段回/直流边界层风洞。其高速试验段宽2.2米，高2米，长5米。通过调节来流风速实现雷诺数的变化，同时记录风洞内的温度、湿度和气压，计算不同试验来流风速和模型参数对应的雷诺数以及阻力系数等信息。并根据各个试验模型的模型参数及环境参数，计算各个试验模型在不同环境参数下对应的雷诺数。

在本实施例中，试验模型包括三种微椭圆形截面试验模型，三种微椭圆形截面试验模型的模型截面采用标准椭圆截面。三种微椭圆形截面试验模型分别为模型A、模型B和模型C。微椭圆形截面试验模型的截面短轴长度均为120mm，微椭圆形截面试验模型A、B、C的截面长短轴之比分别为1.05：1、1.10:1和1.15:1。

在本实施例中，根据不同风向角下的雷诺数与阻力系数的对应关系，对风向角进行分区得到风向角分区，对雷诺数进行分区得到雷诺数分区，其详细划分过程如下：

雷诺数分区包括亚临界区、临界区和超临界区，通过风洞试验，可以得到阻力系数随雷诺数的变化规律，通过阻力系数随雷诺数变化规律的不同来对雷诺数进行分区。在亚临界区，阻力系数基本不随雷诺数的变化而变化；在临界区，阻力系数随着雷诺数的增大而减小；在超临界区，阻力系数基本也不随雷诺数的变化而变化。一般，在亚临界区的雷诺数小于在临界区的雷诺数，在临界区的雷诺数小于在超临界区的雷诺数。通过风洞试验，可以得到风向角与雷诺数分区之间的对应关系，根据该对应关系，可以确定风向角对应的雷诺数的分区。

在本实施例中，通过风洞试验计算各个试验模型的雷诺数与风向角的对应关系，获取风向角分区、雷诺数分区与雷诺数范围的对应关系，如下表1、2和3所示，其中，表1为模型A的雷诺数与风向角关系统计表，表2为模型B的雷诺数与风向角关系统计表，表3为模型C的雷诺数与风向角的关系统计表。其中，α表示风向角，Re表示雷诺数。

表1模型A的雷诺数与风向角关系统计表

表2模型B的雷诺数与风向角关系统计表

表3模型C的雷诺数与风向角的关系统计表

在本实施例中，通过风洞试验可知，试验模型的阻力系数在亚临界区和超临界区基本不随雷诺数的变化而变化，所以根据试验模型的风向角与阻力系数的对应关系，得到阻力系数统计表。

如下表所示，表4为模型A的阻力系数统计表，表5为模型B的阻力系数统计表，表6为模型C的阻力系数统计表，其中，α表示风向角，C_Dmax表示最大阻力系数，C_Dmin表示最小阻力系数。

表4模型A的阻力系数统计表

表5模型B的阻力系数统计表

表6模型C的阻力系数统计表

在本实施例中，为了保证数据拟合精度，对试验模型不同风向角下的阻力系数进行四次多项式拟合，从而得到对应的参数值，参数值包括第一参数值、第二参数值、第三参数值、第四参数值和第五参数值。

在本实施例中，表7为模型A的临界区参数统计表，表8为模型B的临界区参数统计表，表9为模型C的临界区参数统计表。表7至9中，min为最大参数值，max为最小参数值，a表示第一参数值，b表示第二参数值，c表示第三参数值，d表示第四参数值，e表示第五参数值。

表7模型A的临界区参数统计表

表8模型B的临界区参数统计表

表9模型C的临界区参数统计表

在本发明的一个实施例中，模型参数包括斜拉索的微椭圆形截面短轴长度，环境参数还包括来流风速，图1中S101的具体实现流程包括：

式(1)中，Re表示所述雷诺数，ρ表示空气的密度(kg/m³)，U表示所述来流风速，D表示所述斜拉索的微椭圆形截面短轴长度，μ表示动力粘性系数，v表示运动粘性系数。

在本实施例中，斜拉索为微椭圆形截面待测斜拉索，则截面轴长度为微椭圆形截面斜拉索的短轴长度。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，雷诺数分区包括亚临界区、临界区和超临界区，图3示出了图1中S102的实现流程，其过程详述如下：

在S301中，根据斜拉索的模型参数及风向角，确定风向角所属的风向角分区。

在S302中，根据风向角所属的风向角分区及雷诺数，确定雷诺数所属的雷诺数分区。

在本实施例中，首先根据斜拉索的模型参数，例如，获取斜拉索的微椭面形截面长短轴长度，计算微椭圆形截面长短轴之比，判断斜拉索的长短轴之比更符合哪类斜拉索试验模型，若斜拉索的长短轴之比为1.05：1，则斜拉索属于模型A，所以判定斜拉索的类型为模型A。

然后根据斜拉索的风向角查找斜拉索的风向角所属的风向角分区，然后根据风向角分区、雷诺数分区与雷诺数范围的对应关系，确定斜拉索对应的雷诺数分区。例如，当斜拉索的类型为模型A，风向角为40°，且雷诺数小于24×10⁴时，则可以通过表1得出斜拉索的雷诺数分区为亚临界区。当斜拉索的类型为模型B，风向角为40°，且雷诺数在24×10⁴和39×10⁴之间，则斜拉索的雷诺数分区为临界区。

从上述实施例可知，通过风洞实验获取到雷诺数与风向角的对应关系，从而能够简单方便的通过雷诺数及风向角获取到斜拉索的雷诺数分区，进而得到斜拉索的气动阻力。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，图1中S103的具体实现流程，其过程详述如下：

在S401中，若雷诺数所属的雷诺数分区为亚临界区或超临界区，则根据风向角分区、雷诺数分区及阻力系数统计表，确定斜拉索的阻力系数。

在S402中，若雷诺数所属的雷诺数分区为临界区，则根据风向角分区及临界区参数统计表，确定风向角分区对应的参数值，并根据风向角分区对应的参数值和雷诺数计算斜拉索的阻力系数。

在本实施例中，若斜拉索的雷诺数分区为亚临界区或超临界区，则可通过阻力系数统计表4、5和6，查找到斜拉索在其风向角分区内的最大阻力系数和最小阻力系数，从而确定斜拉索在其风向角下的阻力系数范围。

在本实施例中，若斜拉索的雷诺数分区为临界区，由于试验模型在临界区的阻力系数变化比较明显，阻力系数随雷诺数的增大而减小，所以通过风洞试验得到不同风向角下雷诺数与阻力系数的对应关系，然后通过MATLAB软件对试验模型在不同风向角下的阻力系数进行多项式拟合，得到拟合公式的参数值，从而得到各个试验模型的临界区参数统计表。

在本实施例中，当得到斜拉索的雷诺数分区和风向角分区后，若雷诺数分区为临界区，则可以根据临界区参数统计表中的风向角分区与参数值的对应关系，得到斜拉索对应的阻力系数四次拟合公式的参数值，从而根据参数值、阻力系数四次拟合公式，得到斜拉索的阻力系数。

从上述实施例可知，通过风洞试验分析雷诺数与阻力系数的对应关系，将雷诺数分区分为临界区、亚临界区和超临界区，并根据各个雷诺数分区中雷诺数和阻力系数的变化规律，对应的得到阻力系数的检测方法，使阻力系数的检测方法更加简便，同时通过区分不同的试验模型及雷诺数分区，使阻力系数更加准确，从而提高斜拉索气动阻力的准确率。

如图5所示，在本发明的一个实施例中，图5示出了图4中S402的具体实现流程，其过程详述如下：

在S501中，根据风向角分区，在临界区参数统计表中查找风向角分区对应的参数值。

在S502中，根据阻力系数四次拟合公式、参数值及雷诺数，计算斜拉索在风向角下对应的阻力系数。

在本实施例中，参数值包括最大参数值和最小参数值，临界区参数统计表中保存有各个试验模型的不同风向角分区与参数值的对应关系，每个风向角分区对应一个最大参数值和一个最小参数值。

在本实施例中，根据斜拉索的风向角，得到风向角所处的风向角分区，并根据风向角对应的风向角分区，在临界区参数统计表中查找该风向角分区对应的最大参数值和最小参数值，可以根据最大参数值计算斜拉索的最大阻力系数，根据最小参数值计算斜拉索的最小阻力系数，从而得到斜拉索在该风向角分区下的阻力系数变化范围。

在本发明的一个实施例中，参数值包括第一参数值、第二参数值、第三参数值、第四参数值和第五参数值，阻力系数四次拟合公式为：

C_D＝aRe⁴+bRe³+cRe²+dRe+e (2)

其中，C_D表示斜拉索的阻力系数，Re表示雷诺数，a表示第一参数值，b表示第二参数值，c表示第三参数值，d表示第四参数值，e表示第五参数值。

在本实施例中，每个风向角分区对应一个最大参数值和一个最小参数值，根据斜拉索的风向角分区，在上述表7-9中查找对应的参数值，得到斜拉索的风向角分区对应的最大参数值可最小参数值。然后根据斜拉索的最大参数值，计算斜拉索在该风向角分区中的最大阻力系数，通过最小参数值，计算得到斜拉索在该风向角分区中的最小阻力系数。

在本实施例中，通过上述查表方法获取到的斜拉索的阻力系数为一个范围值，其范围在最大阻力系数和最小阻力系数之间。

在本发明的一个实施例中，预设气动阻力计算公式为：

其中，F_D表示斜拉索的气动阻力，U表示来流风速；D表示斜拉索的微椭圆形截面短轴长度；L表示斜拉索的有效长度；ρ表示空气密度；C_D表示斜拉索的阻力系数。

在本实施例中，根据斜拉索的阻力系数、来流风速、微椭圆形截面短轴长度及斜拉索的有效长度，得到斜拉索的阻力系数。

在本发明的一个实施例中，当斜拉索的类型为模型A时，斜拉索的气动阻力计算过程如下：

1)获取斜拉索的风向角，并根据公式(1)计算出斜拉索在风向角下的雷诺数；

2)根据斜拉索的风向角及雷诺数，通过查询表1，获取斜拉索的雷诺数所在的雷诺数分区；

3)若斜拉索的雷诺数处于亚临界区和超临界区的范围时，则可以通过查询表4得到相应风向角下的最大阻力系数和最小阻力系数。

4)若斜拉索的雷诺数处于临界区时，将表7中的a、b、c、d、e代入四次多项式拟合公式(3)中，算出相应风向角下的最大阻力系数和最小阻力系数。

5)结合第三步，分别确定出亚临界区、临界区、超临界区的最大阻力系数与最小阻力系数，然后分别绘制出亚临界区、临界区和超临界区的最大阻力系数随雷诺数变化的曲线与最小阻力系数随雷诺数变化的曲线，最后根据气动阻力与阻力系数关系公式，最终得到斜拉索整个区域的最大气动阻力和最小气动阻力，从而得到斜拉索在整个风向角区域的气动阻力变化趋势，以及斜拉索在各个风向角下对应的气动阻力范围。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

实施例2：

如图6所示，本发明的一个实施例提供的斜拉索气动阻力确定装置100，用于执行图1所对应的实施例中的方法步骤，其包括：

雷诺数计算模块110，用于获取斜拉索的模型参数及环境参数，并根据模型参数及环境参数，计算斜拉索的雷诺数；环境参数包括风向角。

雷诺数分区确认模块120，用于根据斜拉索的类型模型参数及风向角，确定雷诺数所属的雷诺数分区。

阻力系数获取模块130，用于根据雷诺数所属的雷诺数分区，确定斜拉索的阻力系数。

气动阻力获取模块140，用于根据斜拉索的阻力系数及预设气动阻力计算公式，确定斜拉索的气动阻力。

从上述实施例可知，本发明实施例通过获取斜拉索的模型参数及环境参数，并根据模型参数及环境参数，计算斜拉索的雷诺数，环境参数包括风向角；根据斜拉索的类型及风向角，确定雷诺数所属的雷诺数分区；根据雷诺数分区，确定斜拉索的阻力系数；根据斜拉索的阻力系数及预设气动阻力计算公式，确定斜拉索的气动阻力。本发明实施例能够简单、准确高效的确定斜拉索的气动阻力，为斜拉桥斜拉索的相关设计提供依据和参考。

在本发明的一个实施例中，本实施例提供的斜拉索气动阻力确定装置100还包括用于执行图2所对应的实施例中方法步骤的结构，其包括：

风洞试验模块，用于对试验模型进行风洞试验，获取试验模型在不同风向角下的雷诺数与阻力系数的对应关系；

分区获取模块，用于根据试验模型在不同风向角下的雷诺数与阻力系数的对应关系，对风向角进行分区得到风向角分区，对雷诺数进行分区得到雷诺数分区，并得到风向角分区、雷诺数分区与雷诺数范围的对应关系，雷诺数分区包括亚临界区、临界区和超临界区；

阻力系数统计表获取模块，用于若雷诺数处于亚临界区或超临界区，则获取风向角分区、雷诺数分区与阻力系数的对应关系，得到阻力系数统计表；

临界区参数统计表获取模块，用于若雷诺数处于临界区，则对不同风向角下的雷诺数与阻力系数的对应关系进行四次多项式拟合计算，得到临界区参数统计表。

在本发明的一个实施例中，模型参数包括斜拉索的微椭圆形截面短轴长度，图6中的雷诺数计算模块包括：

计算

其中，Re表示所述雷诺数，ρ表示空气的密度(kg/m³)，U表示所述来流风速，D表示所述斜拉索的微椭圆形截面短轴长度，μ表示动力粘性系数，v表示运动粘性系数。

在本发明的一个实施例中，图6所对应的实施例中的雷诺数分区确认模块还包括用于执行图3所对应的实施例中的方法步骤的结构，其包括：

风向角分区确认单元，用于根据斜拉索的模型参数及风向角，确定风向角所属的风向角分区；

雷诺数分区确认单元，用于根据风向角所属的风向角分区及雷诺数，确定雷诺数所属的雷诺数分区。

从上述实施例可知，通过风洞实验获取到雷诺数与风向角的对应关系，从而能够简单方便的通过雷诺数及风向角获取到斜拉索的雷诺数分区，进而得到斜拉索的气动阻力。

在本发明的一个实施例中，图6所对应的实施例中的阻力系数获取模块还包括用于执行图4所对应的实施例中的方法步骤的结构，其包括：

第一阻力系数获取单元，用于若雷诺数所属的雷诺数分区为亚临界区或超临界区，则根据风向角分区、雷诺数分区及阻力系数统计表，确定斜拉索的阻力系数；

第二阻力系数获取单元，用于若雷诺数所属的雷诺数分区为临界区，则根据风向角分区及临界区参数统计表，确定风向角分区对应的参数值，并根据风向角分区对应的参数值和雷诺数计算斜拉索的阻力系数。

从上述实施例可知，通过风洞试验分析雷诺数与阻力系数的对应关系，将雷诺数分区分为临界区、亚临界区和超临界区，并根据各个临界区中雷诺数和阻力系数的变化规律，对应的得到阻力系数的检测方法，使阻力系数的检测方法更加简便，同时通过区分不同的试验模型及雷诺数分区，使阻力系数更加准确，从而提高斜拉索气动阻力的准确率。

在本发明的一个实施例中，第二阻力系数获取单元还包括用于执行图5所对应的实施例中的方法步骤的结构，其包括：

参数值查找子单元，用于根据风向角分区，在临界区参数统计表中查找风向角分区对应的参数值；

阻力系数计算子单元，用于根据阻力系数四次拟合公式、参数值及雷诺数，计算斜拉索在风向角下对应的阻力系数。

在本发明的一个实施例中，参数值包括第一参数值、第二参数值、第三参数值、第四参数值和第五参数值，阻力系数四次拟合公式为：

C_D＝aRe⁴+bRe³+cRe²+dRe+e (2)

其中，C_D表示斜拉索的阻力系数，Re表示雷诺数，a表示第一参数值，b表示第二参数值，c表示第三参数值，d表示第四参数值，e表示第五参数值。

在本发明的一个实施例中，预设气动阻力计算公式为：

其中，F_D表示斜拉索的气动阻力，U表示来流风速；D表示斜拉索的微椭圆形截面短轴长度；L表示斜拉索的有效长度；ρ表示空气密度；C_D表示斜拉索的阻力系数。

在一个实施例中，斜拉索气动阻力确定装置100还包括其他功能模块/单元，用于实现实施例1中各实施例中的方法步骤。

实施例3：

图7是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图7所示，该实施例的终端设备7包括：处理器70、存储器71以及存储在存储器71中并可在处理器70上运行的计算机程序72。处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各个斜拉索气动阻力确定方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至104。或者，所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块110至140的功能。

示例性的，所述计算机程序72可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器71中，并由所述处理器70执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序72在所述终端设备7中的执行过程。例如，所述计算机程序72可以被分割成同步模块、汇总模块、获取模块、返回模块(虚拟装置中的模块)，各模块具体功能如下：

所述终端设备7可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器70、存储器71。本领域技术人员可以理解，图7仅仅是终端设备7的示例，并不构成对终端设备7的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器70可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器71可以是所述终端设备7的内部存储单元，例如终端设备7的硬盘或内存。所述存储器71也可以是所述终端设备7的外部存储设备，例如所述终端设备7上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器71还可以既包括所述终端设备7的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器71用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种斜拉索气动阻力确定方法，其特征在于，包括：

获取斜拉索的模型参数及环境参数，并根据所述模型参数及所述环境参数，计算所述斜拉索的雷诺数；所述环境参数包括风向角；

根据所述斜拉索的模型参数及所述风向角，确定所述雷诺数所属的雷诺数分区；

根据所述雷诺数所属的雷诺数分区，确定所述斜拉索的阻力系数；

根据所述斜拉索的阻力系数及预设气动阻力计算公式，确定所述斜拉索的气动阻力；

在所述获取斜拉索的模型参数及环境参数之前，还包括：

对试验模型进行风洞试验，获取所述试验模型在不同风向角下的雷诺数与阻力系数的对应关系；

根据所述试验模型在不同风向角下的雷诺数与阻力系数的对应关系，对风向角进行分区得到风向角分区，对雷诺数进行分区得到雷诺数分区，并得到风向角分区、雷诺数分区与雷诺数范围的对应关系；所述雷诺数分区包括亚临界区、临界区和超临界区；

若雷诺数处于亚临界区或超临界区，则获取风向角分区、雷诺数分区与阻力系数的对应关系，得到阻力系数统计表；

若雷诺数处于临界区，则对不同风向角下的雷诺数与阻力系数的对应关系进行四次多项式拟合计算，得到临界区参数统计表；

所述根据所述斜拉索的模型参数及所述风向角，确定所述雷诺数所属的雷诺数分区，包括：

根据所述斜拉索的模型参数及所述风向角，确定所述风向角所属的风向角分区；

根据所述风向角所属的风向角分区及所述雷诺数，确定所述雷诺数所属的雷诺数分区；

所述根据所述雷诺数所属的雷诺数分区，确定所述斜拉索的阻力系数，包括：

若所述雷诺数所属的雷诺数分区为亚临界区或超临界区，则根据所述风向角分区、所述雷诺数分区及所述阻力系数统计表，确定所述斜拉索的阻力系数；

若所述雷诺数所属的雷诺数分区为临界区，则根据所述风向角分区及所述临界区参数统计表，确定所述风向角分区对应的参数值，并根据所述风向角分区对应的参数值和所述雷诺数计算所述斜拉索的阻力系数。

2.如权利要求1所述的斜拉索气动阻力确定方法，其特征在于，所述模型参数包括斜拉索的微椭圆形截面短轴长度，所述环境参数还包括来流风速，所述根据所述模型参数及所述环境参数，计算所述斜拉索的雷诺数，包括：

其中，Re表示所述雷诺数，ρ表示空气的密度，U表示所述来流风速，D表示所述斜拉索的微椭圆形截面短轴长度，μ表示动力粘性系数，v表示运动粘性系数。

3.如权利要求1所述的斜拉索气动阻力确定方法，其特征在于，所述根据所述风向角分区及所述临界区参数统计表，确定所述风向角分区对应的参数值，并根据所述风向角分区对应的参数值和所述雷诺数计算所述斜拉索的阻力系数，包括：

根据所述风向角分区，在临界区参数统计表中查找所述风向角分区对应的参数值；

根据阻力系数四次拟合公式、所述参数值及所述雷诺数，计算所述斜拉索在所述风向角下对应的阻力系数。

4.如权利要求3所述的斜拉索气动阻力确定方法，其特征在于，所述参数值包括第一参数值、第二参数值、第三参数值、第四参数值和第五参数值，所述阻力系数四次拟合公式为：

C_D＝aRe⁴+bRe³+cRe²+dRe+e

其中，C_D表示所述斜拉索的阻力系数，Re表示所述雷诺数，a表示所述第一参数值，b表示所述第二参数值，c表示所述第三参数值，d表示所述第四参数值，e表示所述第五参数值。

5.如权利要求1至4任一项所述的斜拉索气动阻力确定方法，其特征在于，所述预设气动阻力计算公式为：

其中，F_D表示所述斜拉索的气动阻力，U表示来流风速；D表示所述斜拉索的微椭圆形截面短轴长度；L表示所述斜拉索的长度；ρ表示空气密度；C_D表示所述斜拉索的阻力系数。

6.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

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