1、顫振導(dǎo)數(shù)識別和氣彈系統(tǒng)響應(yīng)分析是大跨度橋梁風(fēng)致振動的重要研究內(nèi)容之一。基于節(jié)段模型風(fēng)洞試驗和計算流體動力學(xué)(CFD)，本文提出了橋梁斷面顫振導(dǎo)數(shù)識別和橋梁氣彈系統(tǒng)響應(yīng)分析的一些方法。 闡述了自由振動系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)識別的特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法(ERA)、協(xié)方差塊Hankel矩陣算法(CBHM)和相關(guān)特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法(ERA/DC)的基本原理，及其在橋梁斷面顫振導(dǎo)數(shù)識別上的實現(xiàn)。應(yīng)用這些算法進行了薄平板和實際橋梁斷面顫振導(dǎo)數(shù)的識別，通過本文

2、結(jié)果與風(fēng)洞試驗或理論解的對比，證明本文三種時域系統(tǒng)識別方法均可應(yīng)用于橋梁斷面顫振導(dǎo)數(shù)識別，且均具備對噪聲模態(tài)的剔除能力。與ERA算法相比，ERA/DC算法得到的系統(tǒng)狀態(tài)矩陣不直接包含系統(tǒng)輸出項，提高了對噪聲模態(tài)的剔除能力。CBHM算法和ERA/DC均基于時域數(shù)據(jù)相關(guān)，相當(dāng)于對數(shù)據(jù)進行了濾波處理，有利于噪聲模態(tài)的剔除。 研究了強迫橋梁斷面運動的3211多階躍激勵和指數(shù)脈沖激勵等廣譜激勵及在CFD計算中的實現(xiàn)；提出了基于系統(tǒng)輸入和輸

3、入，通過系統(tǒng)識別獲得橋梁斷面繞流場系統(tǒng)離散時間氣動模型的方法；提出了基于離散時間氣動模型進行氣動力仿真和顫振導(dǎo)數(shù)識別的方法。為驗證本文方法的正確性，進行了薄平板和實際橋梁斷面顫振導(dǎo)數(shù)的識別，所識別的顫振導(dǎo)數(shù)的合理性證明了本文方法的可靠性。本文方法僅需在豎彎和扭轉(zhuǎn)方向分別作一次CFD模擬，就可在位移輸入定義的頻帶上建立離散時間氣動模型，通過氣動模型仿真可識別任意折算風(fēng)速下的顫振導(dǎo)數(shù)，從而顯著縮短CFD計算獲取顫振導(dǎo)數(shù)的時間，大大提高顫振導(dǎo)

4、數(shù)的識別效率。 提出了基于離散時間氣動模型進行橋梁氣彈系統(tǒng)響應(yīng)分析的新方法。該方法通過結(jié)構(gòu)動力學(xué)方程求解位移響應(yīng)和離散時間氣動模型仿真氣動力的耦合實現(xiàn)橋梁氣彈響應(yīng)預(yù)測。由于將傳統(tǒng)橋梁氣彈響應(yīng)分析中的非定常CFD計算用離散時間氣動模型的仿真來代替，而氣動模型仿真計算量遠運小于CFD計算量，故能大幅度降低氣彈響應(yīng)分析的整體計算量，顯著提高橋梁氣彈響應(yīng)分析的計算效率。進行了單、兩自由度薄平板系統(tǒng)氣彈響應(yīng)分析。研究表明，任意一個自由度的