风雨激振时拉索响应、升力及水膜形态研究

作     者：毕继红 关健 王剑 武骥 Bi Jihong;Guan Jian;Wang Jian;Wu Ji

作者机构：天津大学建筑工程学院天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学)天津300072 天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室天津300384 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2017年第50卷第4期

页      面：351-357页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51408399) 

主　　题：风雨激振 斜拉索 水膜 共振 有限单元法 有限差分法 

摘      要：风雨激振涉及到气、液、固3种相态的相互耦合作用,在数值模拟方面存在困难.在水膜形态与拉索振动双向耦合方程的基础上,应用有限差分法求解;在保证精度的前提下,提高增量步长,大幅减少计算时间;应用有限元软件COMSOL求解随时间变化的风压力系数和风摩擦力系数;分别研究了特定风速下的拉索振动响应、拉索升力以及水膜形态变化,并分析了三者之间的关系,以揭示风雨激振的产生机理.获得了基于双向耦合方程的拉索振动持续140s的数值模拟结果.结果表明:拉索表面水膜形态的周期性变化导致拉索升力的周期性变化,从而引起拉索的大幅度振动;水线与拉索间的共振是产生风雨激振现象的主要原因.