基于CFD离散时间气动模型的桥梁颤振稳定性研究

基于CFD进行桥梁气弹系统的颤振稳定性研究，能直观地了解颤振发展过程和颤振临界状态附近的桥梁绕流特性，方便进行颤振机理研究，但突出问题是高雷诺数下CFD计算量太大。本项目将CFD计算和系统识别相结合，提出一种基于CFD离散时间气动模型的桥梁颤振稳定性分析方法，该离散时间气动模型将基于广谱激励下的桥梁断面非定常CFD计算结果并经系统识别得到。研究内容包括激励桥梁断面运动的广谱激励形式、气动模型形式的选取、系统识别方法、最优模型的确定；以及离散时间气动模型在强迫振动法识别颤振导数上的应用，和在气弹系统依次求解法进行桥梁颤振稳定性分析上的应用，并开发相应的软件包。本项目的主要特色是将气弹分析中的绝大部分CFD计算用离散时间气动模型的响应仿真来代替。因模型仿真计算量大大低于CFD计算量，因而将显著降低桥梁颤振分析对计算资源的要求，必将大大提高CFD颤振分析的效率，方便高雷诺数下桥梁颤振机理研究。