《多主跨懸索橋顫振形態演化機理研究》是依託東南大學，由張文明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多主跨懸索橋顫振形態演化機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張文明
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
多主跨懸索橋作為一種新興橋型在跨海連島工程中有廣闊的套用前景。馬鞍山大橋全橋氣彈模型風洞試驗中發現了一種獨特的顫振形態演化現象，即接近顫振臨界風速時由兩跨反對稱扭轉振動，經兩跨交替扭轉振動，過渡到兩跨正對稱扭轉振動發散。該現象機理不明，暫無可以模擬其全過程的分析方法，具有深入研究的學術價值；它可以大幅提高顫振臨界風速，是一種潛在的顫振控制措施，具有普遍推廣的套用價值。擬採用理論分析、數值模擬和數值風洞等手段相結合的研究方法，針對該現象進行機理探索和套用研究，主要內容有：（1）驗證關於現象成因的兩個基本推斷，即軟顫振和內共振，並建立橋樑三維顫振能量轉換分析的一般方法，研究該橋顫振能量傳遞、耗散和輻射的過程；（2）建立典型多主跨懸索橋顫振形態演化現象的預測方法，並在數值計算中模擬和再現上述現象的全過程；（3）論證典型多主跨懸索橋顫振形態演化的發生條件，研究其作為顫振控制措施的有效性和魯棒性。
結題摘要
馬鞍山大橋是一座跨徑布置為2×1080m的三塔雙主跨懸索橋，申請者在其全橋氣彈模型風洞試驗中發現了一種獨特的顫振形態演化現象，即接近顫振臨界風速時由兩跨反對稱扭轉振動，經兩跨交替扭轉振動，過渡到兩跨正對稱扭轉振動發散。該現象機理不明，暫無可以模擬其全過程的分析方法，具有深入研究的學術價值；它可以大幅提高顫振臨界風速，是一種潛在的顫振控制措施，具有普遍推廣的套用價值。本課題採用理論分析、數值模擬和數值風洞等手段相結合的研究方法，針對該現象進行機理探索和預測模型研究。首先驗證了關於現象成因的兩個基本推斷，即軟顫振和內共振，並建立橋樑三維顫振能量轉換分析的一般方法，研究該橋顫振能量傳遞、耗散和輻射的過程；然後利用小波變換分析了馬鞍山大橋風洞試驗信號的時變功率譜和瞬時相位差，在此基礎上建立了典型多主跨懸索橋顫振形態演化現象的預測方法，並在數值計算中模擬和再現上述現象的全過程；最後研究了顫振形態演化與顫振分支跳轉的聯繫，論證了典型多主跨懸索橋顫振形態演化的發生條件。
