论文摘要
随着大跨桥梁修建的日益长大化，其刚度和阻尼明显减小，因此颤振临界风速也大幅降低，颤振问题成为大跨桥梁抗风设计的关键。近年来，随着计算速度的迅猛发展，基于计算流体动力学的数值方法正在迅速成熟，虽然这些方法还不能完全代替风洞试验，但已成为研究桥梁风效应问题的另一种有效手段。本文主要进行了以下几个方面的工作，并得到了一些有益的结论：(1)利用ADINA采用强迫振动数值法计算了理想平板的气动导数。理想平板的气动导数计算采用有限体积法，计算结果与Theodorsen理论解的偏差很小。(2)利用ADINA采用强迫振动法数值模拟了大贝尔特东桥主梁断面绕流场，由计算的气动力提取气动导数，最后计算了大贝尔特东桥主梁断面的颤振临界风速。计算的大贝尔特东桥气动导数与风洞试验有很好的一致性，大贝尔特东桥颤振临界风速模拟值与风洞试验结果偏差很小，证明了本文数值方法的正确性和工程适用性。(3)用数值方法探讨了提高桥梁颤振稳定性的气动措施，计算了带中央稳定板的大贝尔特东桥的气动导数及其颤振临界风速并和原断面作了比较，计算证实合适的中央稳定板能有效地提高颤振稳定性。与风洞试验相比，用本文数值方法研究桥梁风效应问题，无需昂贵的风洞试验设备，摆脱了风洞试验周期长、费用高的问题。因此，如将数值模拟和风洞试验相结合，可更为准确地评估桥梁主梁截面的颤振稳定性。