公路桥梁风-车-桥系统的气动特性数值模拟及试验研究

我国目前已经修建和正在修建的跨深山峡谷和海峡的桥梁越来越多，另外随着国民经济的快速增长，桥上行驶车辆不断增加，速度不断提高，风-车-桥系统的耦合响应更为突出，因此准确预测风-车-桥耦合系统的桥梁风致响应和评价车辆安全、舒适性是至关重要。然而风-车-桥系统的气动特性的准确测量是准确预测风-车-桥耦合系统风致响应的前提。本项目对风-车-桥耦合系统的气动特性开展了相关研究，主要内容包括：1）开发了一套静止车辆气动力测试装置，测试了不同工况下的典型车辆和桥梁的气动力特性，研究了车辆与桥梁气动力的相互影响；2）基于动网格和并行计算技术，实现了典型车辆在桥上移动状态下的桥梁和车辆气动力的数值模拟，研究了车辆和桥梁局部风场的相互影响，探究了车辆与桥梁间的相互作用机理；3）开发了一套移动车辆气动力测试装置，已完成了调试工作，基本满足移动车辆气动力测试的要求；4）基于强迫振动装置，测试了不同交通状态下桥梁气动力，研究了不同交通状态下桥梁气动力的变化情况。风洞试验测试结果及数值模拟结果均表明：车辆和桥梁间的气动影响不能忽略，本项目的研究成果为以后的风-车-桥系统的耦合振动分析及结构的疲劳损伤研究提供重要数据。本项目在国内外重要刊物上发表论文4篇，国际会议论文5篇，国内会议论文3篇，申请发明专利1项，共培养博士后1人，研究生4人。