桥梁风工程

本书共分为9章及两个附录，第一章深入浅出地介绍了桥梁风工程的基本内容。第2～8章顺序介绍了必要的准备知识，风环境，静风荷载和风致振动理论，以风致振动为重点。最后一章介绍边界层风洞的实验技术。附录一是中英文专有名词对照表，附录二介绍了湖南大学新建的边界层风洞。

第一章 概论

1.1 桥梁风政病害的典型案例

1.2 桥梁风工程简介

1.3 我国的桥梁风工程研究

第二章 桥梁风工程的力学基础

2.1 经典梁理论与杆件扭转理论

2.2 结构运动方程的建立与简化

2.3 结构振动

2.4 流体力学基本知识

2.5 空气动力学与气动弹性力学

第三章 随机振动基础知识

3.1 随机变量

3.2 随机变量的数字特征

3.3 随机过程

3.4 线性单自由度系统的随机应用

第四章 风环境

4.自然风

4.近地风特性

第五章 静力风荷载与风致静力失稳

5.1 平均风生产的静荷载、三分力系数

5.2 风致静力失稳

第六章 气动自激力 驰振与颤振

6.1 准定常气动力与驰振稳定性

6.2 非定常气动自激力与颤振导数

6.3 基于节段模型风洞试验的颤振导数识别方法

6.4 基于计算流体力学数值模拟的颤振导数识别方法

6.5 颤振临界风速与临界状态

6.6 三维颤振分析的多模态参与单参数搜索法

第七章 抖振与涡激振动

7.1 经典抖振理论

7.2 抖振响应的时域分析方法

7.3 抖振响应的试验方法

7.4 抖振响应抑制方法

7.5 涡激振动

第八章 拉索振动与控制

8.1 拉索振动的类型

8.2 拉索振动方程与参数共振

8.3 拉索风雨振研究概况

8.4 拉索的振动控制

第九章 风洞试验技术

9.1 边界层风洞

9.2 节段模型试验

9.3 全桥气动弹性模型试验

9.4 拉条模型试验简介

9.5 桥梁结构风工程试验新技术与研究课题

附录一 风工程专有名词中英文对照表

附录二 湖南大学风工程试验研究中心简介2100433B

出版社: 人民交通出版社; 第1版 (2005年5月1日)

丛书名: 21世纪交通版高等学校教材

平装: 200页开本: 16开

ISBN: 7114055277

条形码: 9787114055270

商品尺寸: 26.1 x 18.4 x 0.8 cm

商品重量: 322 g

ASIN: B0011AUAF8

本书是计算流体力学与桥梁风工程学科交叉研究的一本专著，可供从事桥梁风工程研究的教师、研究生、科研人员参考使用。本书首先介绍了计算流体力学（CFD）的基本理论、流动现象、数值模拟方法及实际工程问题的湍流模拟，然后精心安排了一些易于理解的计算流体力学算例。在此基础上，本书介绍了计算流体力学与桥梁风工程学科交叉研究的前沿问题，包括桥梁颤振导数识别及大振幅条件下的自激气动力非线性研究。

针对桥梁风工程研究的特点和典型问题，拟提出非定常格子玻尔兹曼方法。根据气体运动论的演化方程，推导高阶格子玻尔兹曼模型，建立非定常格子玻尔兹曼方法（LBM）的控制方程。推导符合平衡大气边界层特性的LBM边界条件，提出复杂三维固壁边界的精确回弹格式。研究更合理的湍流模式，模拟非定常流场中桥梁断面的高雷诺数绕流，探究近壁流动的演化规律和特征，通过对比风洞模型脉动压力测试结果，检验模拟方法的精度和可靠性。研究非定常流场中的三维运动边界技术，提出结构-风相互作用的流固耦合模拟算法，对比桥梁断面强迫振动和自由振动的数值模拟与风洞试验，检验流固耦合算法的精度与可靠性。本研究内容与桥梁风工程紧密联系，研究成果具有重要学术意义和广泛应用前景，通过本研究能促进桥梁风工程和计算风工程的发展。

第1章 绪 论 001

1.1 计算流体力学简介 001

1.2 计算流体力学在桥梁风工程中的应用介绍 003

1.3 主要研究内容 005

第2章 计算流体力学的基本原理 006

2.1 流动模型 006

2.2 物质导数 007

2.3 速度散度 010

2.4 连续方程 012

2.5 动量方程 018

2.6 能量方程 024

2.7 边界条件 029

第3章 流动现象 032

3.1 简化偏微分方程 033

3.2 信息依赖域 034

3.3 偏微分方程的类型 035

3.4 不同偏微分方程的一般性质 044

第4章 计算流体力学的基本数值方法 052

4.1 有限差分法 052

4.2 有限体积法 062

第5章 湍流模拟 110

5.1 不可压缩N-S方程 110

5.2 湍流模拟 112

5.3 基于湍流黏性假设的湍流模型 118

5.4 近壁面处理 128

5.5 出入口边界条件 137

第6章 计算流体力学在桥梁风工程中的应用 139

6.1 桥梁颤振导数理论 139

6.2 桥梁颤振导数数值模拟方法 144

6.3 平板颤振导数计算 159

6.4 大跨度桥梁主梁颤振导数数值模拟 163

6.5 大振幅条件下桥梁主梁气动自激力非线性数值模拟 172

6.6 结 语 197

参考文献 1992100433B