基于展向风场扰动的大跨桥梁单箱梁主梁风效应流动控制

发布时间：2024-06-24 19:15

　　大跨桥梁是典型的风致敏感结构,风振控制对于保障桥梁结构安全至关重要。通常,桥梁风振控制包括机械控制和流动控制,后者是近年来学者和专家们研究的热点问题。常规的风振流动控制措施都是基于二维框架内的控制手段,与其相比基于钝体绕流三维不稳定的展向扰动控制方法更为简单经济,且控制效率更高。因此,本文旨在将三维展向扰动控制方法引入到大跨桥梁风致振动控制中,采用理论分析、风洞试验以及数值模拟等手段系统地研究了大跨桥梁单箱梁风致振动的三维展向扰动控制方法,具体研究工作如下:(1)系统地总结了钝体绕流场三维展向扰动流动控制机理并针对控制方式进行了分类,定义了展向扰动控制参数。以典型钝体方柱和典型单箱梁为例,采用CFD数值模拟方法比较了二者的流动控制效率,进而验证了三维展向扰动控制效率具有远高于传统二维流动控制效率的特点。(2)基于Floquet周期稳定性和动模态分解(DMD)提出了不受雷诺数限制的钝体绕流三维稳定性(周期稳定性)分析方法,用以获得优势模态和最优展向控制间距,并以典型钝体方柱为例验证了该方法的有效性。采用基于N-S方程的线性周期稳定性方法以及随动坐标系方法(MRF)研究了振荡振幅对于典型钝...

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