紊流风场中大跨桥梁气动参数识别的随机方法和实验研究

在大跨径桥梁的风致振动分析中，各种类型的气动参数扮演着重要角色，其中尤以气动导数和气动导纳最受关注。气动导数和导纳一般通过节段模型风洞实验得到，但目前所采用的瞬态激励法在高风速下精度降低而强迫振动法则需要专门的激励设备，这些问题可望通过随机方法解决。随机方法无需人为激励，直接在紊流风场中的随机响应上识别导数和导纳，更为简单易行，并且识别在结构实际工作状态下进行，所得结果更能反映实际情况。本课题首先建立紊流风场中气动参数识别的随机方法，对方法展开多方面验证并将算法软件化。然后采用所研究的方法，在风洞中通过节段模型测振实验，详细研究各种因素（包括：风场紊流度和积分尺度、来流攻角、折减风速、模型断面外形、模型质量和转动惯量、弯扭频率比）对气动导数和导纳的影响，分析其变化规律。研究所得的导数和导纳的变化规律可以为桥梁设计提供参考，所研究的算法和软件可以为风洞实验提供新的简单易行的实验途径。