波浪型斜拉索风致振动研究：减阻与耦合效应

"本文主要探讨了波浪型斜拉索在风力作用下的受迫振动特性，特别是其在横向和流向振动中的表现。通过对特定波浪形状的斜拉索进行数值研究，发现这种形状能有效抑制涡脱落，降低阻力并减少振动。文章详细分析了不同波浪形状（如a=2和a=6）圆柱体在受迫振动下的阻力系数、锁定区间、涡脱形态以及减阻减振效果。研究结果显示，a=6波浪型圆柱在小振幅下表现出优异的减阻减振性能，对于改善桥梁结构的稳定性具有重要意义。" 本文深入研究了大数据和算法在解决实际工程问题中的应用，具体聚焦于桥梁建设中的关键元素——斜拉索。斜拉索的振动响应对桥梁的安全性和耐久性至关重要，尤其是在风力作用下，周期性的涡脱落会导致振动加剧，可能引发结构疲劳和桥梁损坏。针对这一问题，研究者发现了一种波浪形状的斜拉索设计，它可以延缓自由剪切层的分离，减少卡门涡街现象，从而降低阻力并抑制振动。 文章基于N-S方程，对Re=1000的特定波浪形状（a=2和a=6）圆柱体进行了数值模拟，考察了它们在横向和流向受迫振动下的动态响应。在横向振动中，a=6波浪型圆柱表现出了显著的减振效果，最大减阻可达30%，减振率高达78%。而在流向振动时，同样是在小振幅下，a=6波浪型圆柱继续保持良好的减阻减振性能。 研究揭示了不同振幅比下的涡脱形态，包括2P、2S、P+S等模式，以及流向振动中的A-I、A-III和A-IV模态。这些涡脱形态的分析有助于理解振动机制，为进一步优化波浪型斜拉索的设计提供了理论依据。 通过数值计算，文章不仅深化了我们对波浪型斜拉索振动特性的理解，还为未来的大跨径桥梁设计提供了新的思路。波浪型斜拉索的减阻抑振效果为桥梁工程提供了更安全、经济的解决方案，同时也展示了大数据和高级算法在解决复杂工程问题中的巨大潜力。关键词包括：波浪型斜拉索、受迫振动、锁频现象、减阻抑振和数值计算。