风雨激振时拉索响应、升力及水膜形态研究

作者：毕继红; 关健; 王剑; 武骥风雨激振斜拉索水膜共振有限单元法有限差分法

摘要：风雨激振涉及到气、液、固3种相态的相互耦合作用，在数值模拟方面存在困难．在水膜形态与拉索振动双向耦合方程的基础上，应用有限差分法求解；在保证精度的前提下，提高增量步长，大幅减少计算时间；应用有限元软件COMSOL求解随时间变化的风压力系数和风摩擦力系数；分别研究了特定风速下的拉索振动响应、拉索升力以及水膜形态变化，并分析了三者之间的关系，以揭示风雨激振的产生机理．获得了基于双向耦合方程的拉索振动持续140,s的数值模拟结果．结果表明：拉索表面水膜形态的周期性变化导致拉索升力的周期性变化，从而引起拉索的大幅度振动；水线与拉索间的共振是产生风雨激振现象的主要原因．

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