检索结果-内蒙古大学图书馆

中国公路学报 2025年第1期38卷 187-198页

作者：胡传新王相龙赵林葛耀君武汉科技大学城市建设学院同济大学桥梁结构抗风技术交通运输行业重点实验室武汉科技大学城市更新湖北省工程研究中心同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室

旋涡脱落和漂移是桥梁断面涡振发生时的共同流场特征，主梁表面压力时空分布与旋涡漂移密切关联。基于主梁表面时空压力场，系统分析了涡激气动力统计参数(相关系数、贡献值、量纲一功等)的空间分布特征，建立了简化涡基本理论，提出了... 详细信息

旋涡脱落和漂移是桥梁断面涡振发生时的共同流场特征，主梁表面压力时空分布与旋涡漂移密切关联。基于主梁表面时空压力场，系统分析了涡激气动力统计参数(相关系数、贡献值、量纲一功等)的空间分布特征，建立了简化涡基本理论，提出了典型桥梁主梁涡振机理分析的简化涡方法。该方法可推演关键流场特征及其主导同步气动力时空演变模式，从而揭示涡振机理。以典型箱梁为例，结合气动力时频特征、数值流场与谱本征正交分解(Spectral Proper Orthogonal Decomposition, SPOD),验证了简化涡方法。研究结果表明：发生竖向(扭转)涡振时，相关系数、贡献值和量纲一功为脉动压力与涡激力(矩)之间相位差的类简谐函数。当相位差单调变化时，上述统计参数呈波浪式分布，且对应主导涡激气动力沿流向呈行波式演变，统称为气动行波模式。该模式与对应简化涡模式互为映射，共同构成简化涡模态。竖向涡振时，上表面旋涡前缘分离至尾缘处漂移距离约为k个波长，耗时k个断面振动周期，即由分离点诱发的k阶竖向简化涡模态主导；扭转涡振上表面旋涡前缘分离至尾缘处漂移距离约为(k+0.5)个波长，耗时(k+0.5)个断面振动周期，即由分离点诱发的k阶扭转简化涡模态主导；其中k为正整数。典型箱梁上表面气动力主导SPOD模态沿流向呈行波式演变，相关系数呈波浪式分布，且波涡模式互为映射，较好地验证了简化涡方法。所提系统建立了简化涡基本理论，构建了以与振动效应关联多尺度气动力时空演变特征为“一体”、以推演关键流场特征的简化涡模式和以精确模拟气动力时空演变特征的气动行波模式为“两翼”的简化涡方法体系，为桥梁主梁涡振物理机制分析、涡激力数理模型构建及涡振抑振措施比选提供新的理论依据。

关键词：桥梁工程简化涡方法涡振桥梁主梁旋涡漂移气动力行波

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典型流线型箱梁扭转涡激气动力的简化涡模式与气动措施抑振机理

引用

振动工程学报 2025年第2期38卷 302-309页

作者：胡传新官绪龙赵林葛耀君武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065 武汉科技大学城市更新湖北省工程研究中心湖北武汉430065 同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092

以典型流线型闭口箱梁为研究对象,利用节段模型风洞试验,获取原始断面与优化断面(栏杆扶手抑流板断面和检修轨道导流板断面)涡振响应,并分析其典型风速下断面周围分布气动力矩贡献,结合简化涡和数值模拟方法,推演断面周围流场演变特征,... 详细信息

以典型流线型闭口箱梁为研究对象,利用节段模型风洞试验,获取原始断面与优化断面(栏杆扶手抑流板断面和检修轨道导流板断面)涡振响应,并分析其典型风速下断面周围分布气动力矩贡献,结合简化涡和数值模拟方法,推演断面周围流场演变特征,揭示了流线型箱梁扭转涡振及气动措施抑振机理,为主梁扭转涡振及抑振机理分析提供了一种思路。研究表明:原始断面存在明显扭转涡振现象,其振幅达0.112°,增设检修轨道导流板后振幅降低35.7%,增设抑流板后涡振现象消失。原始断面和导流板断面涡振时,上表面分布气动力矩对涡激力矩贡献值远大于下表面,二者均由上表面大尺度前缘分离涡主导,分离涡漂移时长约为2.5个断面振动周期,对应2阶扭转简化涡模态。增设导流板后,断面上表面分布气动力矩对涡激力矩的贡献显著减小,旋涡漂移模式与断面振动之间的相位关系发生改变,断面周围旋涡作用强度减小,故涡振振幅降低。增设栏杆扶手抑流板后,上表面分布气动力矩对涡激力矩贡献值显著减小且其波浪式分布消失,上表面前缘大尺度分离涡的形成得到抑制,故断面涡振现象消失。

关键词：桥梁工程扭转涡振简化涡方法流线型闭口箱梁抑流板检修轨道导流板

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中央开槽箱梁扭转涡振全过程简化涡绕流模式演变特性与锁定机制

引用

中国公路学报 2024年

作者：胡传新陈帅匡赵林刘圣源葛耀君武汉科技大学城市建设学院同济大学桥梁结构抗风技术交通运输行业重点实验室武汉科技大学城市更新湖北省工程研究中心同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司

中央开槽箱梁因其良好的颤振稳定性而在工程实践中得以广泛应用，但其涡振性能仍待优化，且既有研究尚未深入揭示中央开槽箱梁涡振锁定机制。以典型中央开槽箱梁为研究对象，基于同步测压测振风洞试验，研究+3°攻角箱梁扭转涡振全... 详细信息

中央开槽箱梁因其良好的颤振稳定性而在工程实践中得以广泛应用，但其涡振性能仍待优化，且既有研究尚未深入揭示中央开槽箱梁涡振锁定机制。以典型中央开槽箱梁为研究对象，基于同步测压测振风洞试验，研究+3°攻角箱梁扭转涡振全过程典型风速（起振点、上升区、振幅极值点、下降区和结束点）断面表面气动力时频特性，推演断面周围简化涡绕流模式，揭示中央开槽箱梁扭转涡振诱发机理以及涡振全过程气动力与振动效应同步演变机制。研究表明：中央开槽箱梁涡振过程中表面旋涡漂移特征存在明显的演化现象。旋涡漂移存在区域由起振时的下游箱梁下表面底板（气流在下游箱梁下表面与槽间转角处撞击形成的分离涡沿底板向下游漂移）和斜腹板（下游箱梁检修轨道形成的分离涡沿斜腹板表面向下游漂移），随风速增加拓展至上游箱梁下表面底板（上游箱梁检修轨道处的分离涡沿底板向下游漂移）和下游箱梁上表面（下游箱梁上表面前缘栏杆处形成的分离涡沿上表面向下游漂移）。旋涡由下游箱梁下表面底板前缘匀速漂移至斜腹板尾缘，诱导箱梁发生扭转涡振。下游箱梁上、下表面和上游箱梁下表面气动力做功与振幅存在明显的同步演变特性，且与表面旋涡强度密切相关。涡振锁定区间内，中央开槽箱梁上游箱梁下表面、下游箱梁上下表面气动力做功对涡振起主导作用，涡振振幅与上述区域表面气动力做功大小呈正比，亦与旋涡协同作用强度成正比。旋涡协同作用是影响涡振振幅大小的主要因素，而下游箱梁下表面斜腹板表面旋涡的诱导作用是涡振发生的必要因素，这两个因素共同主导涡振锁定，且箱梁下表面检修轨道的存在与断面涡振现象的发生具有较大的关联性。该研究深入探究了断面周围绕流场演变特性及旋涡协同作用演化机制，揭示了中央开槽箱梁扭转涡振诱发机理及锁定机制，为大跨度桥梁的气动稳定性研究提供参考。

关键词：扭转涡振中央开槽箱梁简化涡方法分布气动力演化特性

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