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桥梁风致振动的能量特征研究PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：刘祖军着
• 出 版 社：北京：中国水利水电出版社
• 出版年份：2016
• ISBN：9787517046721
• 页数：189 页

图书介绍：本书主要论述了桥梁风致振动的能量转换机理以及驱动桥梁振动的流场演化特征。从能量角度出发在宏观和细观两个层次上研究了风振动过程中的能量转换机理。在宏观层次上从二维两自由度耦合颤振分析方法入手建立了耦合颤振能量分析框架,应用该分析方法研究了平板、箱梁断面耦合颤振过程中能量在扭转自由度和竖向自由度之间的传递和反馈机制，从能量角度揭示了耦合颤振的发生机理。在细观层次上采用粒子测速技术和计算流体动力学相结合的研究手段分析风致振动的流场机制。采用本征正交分解技术研究模型表面压力的分布特点,结合分块分析的思路解释了颤振过程中气流能量是如何输入到振动系统中的。本书可供从事桥梁抗风的科研人员和高等院校师生使用和参考。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：汽车诊断技能全程图解下一篇：汽车驾驶从入门到精通全程图解 《桥梁风致振动的能量特征研究》目录 标签：风致 振动 桥梁 能量 特征

第1章 概述1

1.1 桥梁风致振动1

1.2 桥梁颤振机理研究现状2

1.2.1 古典耦合颤振2

1.2.2 分离流颤振3

1.2.3 多模态颤振4

1.3 颤振能量转换机理研究5

1.4 颤振机理研究手段7

1.4.1 传统方法7

1.4.2 PIV流场测试技术7

1.5 研究思路8

1.6 主要研究内容10

第2章 二维耦合颤振能量转换的宏观机理研究13

2.1 宏观层次的颤振能量转换分析框架13

2.2 耦合颤振能量方程的建立14

2.2.1 广义的颤振运动控制方程14

2.2.2 考虑阻尼影响的竖向和扭转简谐振动方程形式15

2.2.3 耦合颤振能量方程17

2.2.4 应用能量方程确定弯扭的幅值比和相位差17

2.3 扭转振动颤振能量分析19

2.3.1 竖向振动产生的气动升力矩输入到系统能量20

2.3.2 扭转气动阻尼产生的能量25

2.3.3 扭转气动刚度产生的能量28

2.3.4 扭转机械阻尼产生的能量31

2.3.5 扭转系统惯性力和弹性力产生的能量32

2.4 竖向振动颤振能量分析33

2.5 能量在两个自由度上的分配34

2.5.1 扭转振动的能量34

2.5.2 竖向振动的能量34

第3章 典型断面颤振过程中能量转换宏观机理37

3.1 平板断面颤振过程能量转换宏观机理37

3.1.1 平板扭转振动能量分析37

3.1.2 平板竖向振动能量转换分析51

3.1.3 平板扭转振动和竖向振动的总能量分析55

3.1.4 平板耦合颤振的能量转换机理56

3.2 箱梁和H形断面颤振过程能量转换宏观机理59

3.2.1 扭转振动的能量分析59

3.2.2 竖向振动的能量分析70

3.2.3 气流输入到振动系统的总能量分析71

3.2.4 箱梁和H形断面颤振过程中的能量转换机理72

第4章 颤振过程能量转换细观机理研究74

4.1 数值方法在风工程研究中的应用74

4.2 细观层次的颤振能量转换的分析方法75

4.2.1 颤振能量转换细观分析框架75

4.2.2 细观层次和宏观层次之间的关系77

4.3 钝体绕流的数值模拟技术79

4.3.1 CFD数值模拟的基本原理79

4.3.2 颤振过程的数值模拟方法81

4.4 钝体绕流的流场测试技术83

4.4.1 PIV流场测试技术原理83

4.4.2 PIV流场测试结果的后处理方法84

4.4.3 POD技术的原理及应用88

第5章 典型桥梁断面固定状态下的细观流态特征90

5.1 平板断面绕流90

5.1.1 PIV试验90

5.1.2 数值模拟计算90

5.1.3 流场特征比较96

5.2 箱梁断面绕流97

5.2.1 PIV试验97

5.2.2 数值模拟计算97

5.2.3 流场特征比较103

5.3 H形断面绕流104

5.3.1 PIV试验104

5.3.2 数值模拟计算105

5.3.3 流场特征比较107

第6章 平板断面颤振能量转换细观机理114

6.1 振动断面流场分析方法114

6.1.1 相位平均114

6.1.2 外触发锁相技术115

6.1.3 基于互相关技术的条件平均115

6.2 平板颤振的流态特征及其表面压力分布特点116

6.2.1 平板测振及PIV试验116

6.2.2 平板颤振CFD数值模拟122

6.2.3 平板压力场的POD分析126

6.3 基于分块分析思想的平板颤振能量分析129

6.4 平板颤振的细观机理132

6.4.1 驱动平板颤振的流场机理132

6.4.2 平板颤振的宏观机理与细观机理之间的联系133

第7章 箱梁和H形断面颤振能量转换细观机理139

7.1 振动断面的细观流态特征139

7.1.1 箱梁的测振和PIV试验139

7.1.2 H形断面测振及PIV试验144

7.2 颤振CFD数值模拟147

7.2.1 箱梁颤振的数值模拟147

7.2.2 H形断面风振的数值模拟149

7.3 压力场的POD分析151

7.3.1 箱梁表面压力场的POD分解151

7.3.2 H形断面表面压力场的POD分解152

7.4 基于分块分析思想的颤振能量分析155

7.4.1 箱梁颤振能量分析155

7.4.2 H形断面风振能量分析158

7.5 驱动桥梁断面颤振的流场机理162

7.5.1 箱梁颤振的流场机理162

7.5.2 H形断面风振流场机理163

7.6 桥梁断面颤振的宏观机理与细观机理之间的关系164

7.6.1 箱梁颤振的宏观机理与细观机理之间的联系164

7.6.2 H形断面风振的宏观机理与细观机理之间的联系170

第8章 结论与展望175

8.1 主要研究工作175

8.2 主要研究结论176

8.3 研究的创新点178

8.4 未来研究工作的展望179

参考文献180

致谢187

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摘要：本文以“桥梁风致振动的能量特征研究.pdf电子书版文档下载”为中心，详细探讨了桥梁风致振动的能量特征。通过对桥梁风致振动的研究，分析了桥梁在风荷载作用下的动力响应，为桥梁设计和维护提供了理论依据。全文从桥梁风致振动的能量传递、能量耗散、能量分布和能量控制四个方面进行了阐述。

1、能量传递

桥梁风致振动的能量传递是桥梁动力响应的关键。本文首先分析了桥梁在风荷载作用下的能量传递过程，包括风荷载与桥梁结构的相互作用、能量在桥梁结构内部的传递等。通过建立桥梁风致振动的能量传递模型，揭示了桥梁在风荷载作用下的能量传递规律。

研究表明，桥梁风致振动的能量传递主要发生在桥梁的表面和内部。风荷载通过桥梁表面传递到桥梁内部，引起桥梁结构的振动。能量在桥梁内部的传递主要通过结构振动和变形来实现。通过对能量传递过程的分析，可以更好地理解桥梁在风荷载作用下的动力响应。

此外，本文还探讨了不同因素对桥梁风致振动能量传递的影响，如风速、风向、桥梁结构形式等。这些因素的变化将直接影响桥梁风致振动的能量传递过程，从而影响桥梁的动力响应。

2、能量耗散

桥梁风致振动的能量耗散是桥梁结构稳定性的重要保证。本文详细分析了桥梁在风荷载作用下的能量耗散机制，包括阻尼耗散、摩擦耗散和空气阻尼耗散等。通过对能量耗散过程的研究，揭示了桥梁在风荷载作用下的能量耗散规律。

研究表明，桥梁风致振动的能量耗散主要发生在桥梁结构的阻尼和摩擦部分。阻尼耗散是指桥梁结构内部阻尼元件对振动能量的耗散，摩擦耗散是指桥梁结构表面与空气之间的摩擦对振动能量的耗散，空气阻尼耗散是指桥梁结构在风荷载作用下的空气阻力对振动能量的耗散。

本文还分析了不同因素对桥梁风致振动能量耗散的影响，如风速、风向、桥梁结构形式等。这些因素的变化将直接影响桥梁风致振动的能量耗散过程，从而影响桥梁的稳定性。

3、能量分布

桥梁风致振动的能量分布是桥梁结构动力响应的重要特征。本文详细分析了桥梁在风荷载作用下的能量分布规律，包括能量在桥梁结构内部的分布、能量在桥梁表面的分布等。通过对能量分布过程的研究，揭示了桥梁在风荷载作用下的能量分布特征。

研究表明，桥梁风致振动的能量分布主要受风速、风向、桥梁结构形式等因素的影响。在风速和风向的作用下，桥梁结构内部的能量分布将发生变化，从而影响桥梁的动力响应。此外，桥梁表面的能量分布也将随着风速和风向的变化而变化。

本文还分析了不同因素对桥梁风致振动能量分布的影响，如桥梁结构形式、材料特性等。这些因素的变化将直接影响桥梁风致振动的能量分布，从而影响桥梁的动力响应。

4、能量控制

桥梁风致振动的能量控制是桥梁设计和维护的重要任务。本文详细分析了桥梁在风荷载作用下的能量控制方法，包括被动控制、主动控制和半主动控制等。通过对能量控制方法的研究，为桥梁设计和维护提供了理论依据。

被动控制是指通过改变桥梁结构的形式和材料特性，降低桥梁风致振动的能量。主动控制是指通过施加外部控制力，改变桥梁结构的动力响应。半主动控制是指通过部分改变桥梁结构的阻尼特性，降低桥梁风致振动的能量。

本文还分析了不同能量控制方法对桥梁风致振动的影响，如控制效果、经济性等。这些因素的变化将直接影响桥梁风致振动的能量控制效果，从而影响桥梁的设计和维护。

总结：

本文通过对“桥梁风致振动的能量特征研究.pdf电子书版文档下载”的详细分析，揭示了桥梁在风荷载作用下的能量特征。通过对能量传递、能量耗散、能量分布和能量控制的研究，为桥梁设计和维护提供了理论依据。桥梁风致振动的能量特征研究对于提高桥梁结构的稳定性和安全性具有重要意义。

本文的研究成果为桥梁设计和维护提供了有益的参考，有助于提高桥梁结构的抗风性能。在今后的桥梁设计和维护工作中，应充分考虑桥梁风致振动的能量特征，以确保桥梁的安全稳定运行。

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