前言

隨著橋梁跨度的不斷增大，結(jié)構(gòu)質(zhì)量越來越輕，結(jié)構(gòu)剛度越來越小，結(jié)構(gòu)阻尼越來越低，結(jié)構(gòu)對風(fēng)作用的敏感性越來越強(qiáng)，風(fēng)致振動對橋梁的安全性能和使用性能的影響更加突出。在各種風(fēng)致振動中對橋梁穩(wěn)定、安全和使用性能影響最大的是自激振動。本書從橋梁自激振動的能量傳遞和轉(zhuǎn)換規(guī)律入手，對典型橋梁斷面風(fēng)致振動的發(fā)生機(jī)理進(jìn)行了探討和總結(jié)，希望對大跨度橋梁的抗風(fēng)設(shè)計和風(fēng)振控制措施的研究提供有益的借鑒。

本書共分為8章。第1章簡要介紹了橋梁顫振的研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出了新的研究思路。第2章建立了二維耦合顫振能量分析的框架，給出了耦合顫振能量方程及求解方法。第3章從宏觀層面上分析了平板、箱梁、H型斷面等典型主梁斷面顫振過程中的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律，并從能量的角度對這三種斷面顫振的發(fā)生機(jī)理進(jìn)行深入探討。第4章建立了細(xì)觀層次上的顫振能量分析框架。研究采用PIV流場測試技術(shù)與CFD數(shù)值計算相結(jié)合的手段分析典型橋梁斷面顫振過程中流場和壓力場的變化規(guī)律。第5章應(yīng)用CFD數(shù)值模擬與PIV流場測試技術(shù)對平板、箱梁和類似舊塔科馬橋的H形斷面固定狀態(tài)下的流場特征進(jìn)行了比較分析。第6章對平板斷面顫振能量轉(zhuǎn)換的細(xì)觀機(jī)理進(jìn)行了研究，分析了平板斷面風(fēng)致振動過程中尾部旋渦的尺度從小渦向大渦的演化過程，而最終結(jié)構(gòu)的振動由大渦控制。第7章從細(xì)觀層面上對比分析了箱梁和H形斷面顫振過程能量轉(zhuǎn)換的特性。研究了箱梁尾部風(fēng)嘴處上下旋渦的交替作用對箱梁振動的激發(fā)作用以及H形斷面表面大型旋渦對模型振動的影響。結(jié)合POD 分解，分析了這兩種斷面顫振過程中模型表面壓力時空分布特性的演化規(guī)律。第8章對從能量轉(zhuǎn)換的角度出發(fā)，在宏細(xì)觀兩個層面上對典型橋梁斷面顫振機(jī)理進(jìn)行了總結(jié)。

本書作者為華北水利水電大學(xué)副教授劉祖軍。同濟(jì)大學(xué)博士研究生導(dǎo)師葛耀君教授、楊詠昕副研究員對本書的編寫提出了寶貴的修改意見，在此致以衷心的感謝。

由于著者水平有限，本書難免存在不足之處，尚祈讀者批評指正。

劉祖軍

2016年2月