【摘 要】
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由于对超大跨桥梁需求的日益增长,桥梁朝着更加轻柔的方向发展,使得桥梁的风致振动问题更加突出,其中颤振是最具有破坏性的风致现象,是桥梁设计时需要着重考虑的问题。计算机性能的日益增长成就了数值模拟技术的迅猛发展趋势,计算流体动力学（CFD）的日趋成熟,使其和物理实验一同成为了重要的科研手段,现阶段有各种数值模拟软件可供选择,其中OpenFOAM是使用多面体网格中最主要的通用开源CFD软件之一,具有编程
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由于对超大跨桥梁需求的日益增长,桥梁朝着更加轻柔的方向发展,使得桥梁的风致振动问题更加突出,其中颤振是最具有破坏性的风致现象,是桥梁设计时需要着重考虑的问题。计算机性能的日益增长成就了数值模拟技术的迅猛发展趋势,计算流体动力学（CFD）的日趋成熟,使其和物理实验一同成为了重要的科研手段,现阶段有各种数值模拟软件可供选择,其中OpenFOAM是使用多面体网格中最主要的通用开源CFD软件之一,具有编程环境自由,功能开发便捷的优点。鉴于此,研究了反相位可动小翼控制桥梁颤振的效果,以及OpenFOAM在大跨桥梁颤振领域的应用,通过风洞实验与数值模拟相结合的办法,开展了以下工作:（1）基于强迫振动理论,编制了颤振导数识别脚本,采用两种不同动网格方法对OpenFOAM颤振导数识别准确性进行了验证,并对识别过程中涉及的主要参数进行了敏感性研究,结果表明钝体桥梁节段模型对雷诺数及风攻角更为敏感,并且控制竖弯无量纲振幅小于0.025扭转振幅小于2°,对颤振导数A1*和A2*识别准确性非常重要。（2）设计并制作了一种支撑系统,在延续传统支撑节段模型功能的同时增加了驱动装置,使可动小翼随着主梁运动的同时实现自旋运动。结果表明,反相位移动的小翼能够很好控制颤振的发生,并提高颤振临界风速,其中流线节段模型提高了12.9%,钝体节段模型提高了12%,但是可动小翼在提高颤振临界风速的同时增大了涡振振幅。（3）研究并提出了一种实现带有可动小翼桥梁节段模型的数值模拟办法,使用Python脚本获取节段模型运动状态并计算旋转角,通过控制时间步的方式将位移量赋予可动小翼,在不改变OpenFOAM原有动网格求解器的同时,增加了新功能,实现了带有可动小翼桥梁节段模型的数值仿真功能,并与实验对比分析了可动小翼的颤振控制效果。
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