桥梁风振数值分析

　　随着计算机科学与技术的快速发展，数值模拟已成为桥梁抗风研究的重要手段之一。本书面向大跨度桥梁抗风，系统介绍了桥梁风效应分析的内容，涵盖静风响应、颤振、抖振、涡振、驰振等内容，重点介绍了各类风振响应的数值分析方法。本书共9章，内容包括桥梁风振分析基础、计算流体力学基础、随机脉动风场数值模拟、气动参数识别、静风响应分析、颤振分析、抖振分析、涡振分析和驰振分析等。每章既包含相关分析理论的介绍，也包含典型数值分析算例，以加强读者对核心知识的理解与应用。

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第1章 桥梁风振分析基础
1.1 风对桥梁的作用概述
1.2 桥梁风振数值分析方法
1.2.1 有限单元法概述
1.2.2 计算流体力学方法概述
1.3 随机振动基础知识
1.3.1 平稳随机过程
1.3.2 非平稳随机过程
1.4 主要发展趋势
第2章 计算流体力学基础
2.1 流体力学基本原理
2.1.1 流体力学基本假设
2.1.2 流体控制方程
2.1.3 湍流模拟
2.2 数值计算的基本步骤
2.2.1 数值建模、计算区域及边界条件设置
2.2.2 网格划分
2.2.3 网格无关性与时间无关性
2.2.4 误差的类型
2.2.5 误差的控制
2.3 计算流体力学方法
2.3.1 有限差分法
2.3.2 有限体积法
2.3.3 有限元法
2.3.4 涡方法
第3章 随机脉动风场数值模拟
3.1 随机过程方法
3.1.1 平稳风场
3.1.2 非平稳风场
3.2 计算流体力学方法
3.2.1 基于LES模型的湍流模拟
3.2.2 数值风洞模拟及验证
第4章 气动参数识别
4.1 静力三分力系数
4.1.1 基本概念
4.1.2 数值求解方法与验证
4.1.3 数值算例
4.2 气动导数
4.2.1 基本概念
4.2.2 参数获取的方法
4.2.3 数值算例
4.3 气动导纳函数
4.3.1 基本概念
4.3.2 理论方法
第5章 静风响应分析
5.1 静风力计算模型
5.1.1 平稳静风力
5.1.2 非平稳静风力
5.2 均匀流作用下静风响应分析
5.2.1 平稳分析
5.2.2 非平稳分析
5.3 考虑脉动风的静风响应分析
第6章 颤振分析
6.1 颤振基本原理
6.2 频域颤振分析
6.2.1 多模态法
6.2.2 全阶法
6.3 时域颤振分析
6.3.1 自激力的时域化
6.3.2 数值算例
6.4 计算流体力学方法
6.4.1 流固耦合作用
6.4.2 数值算例
第7章 抖振分析
7.1 抖振基本原理
7.2 频域抖振分析
7.2.1 分析方法
7.2.2 数值算例
7.3 时域抖振分析
7.3.1 阶跃函数法
7.3.2 脉冲函数法
7.3.3 数值算例
7.4 计算流体力学方法
7.4.1 节段模型三分力系数计算
7.4.2 主梁抖振响应CFD数值模拟
第8章 涡振分析
8.1 涡振基本原理
8.1.1 旋涡脱落
8.1.2 涡激共振
8.2 涡激力模型
8.3 计算流体力学方法
8.3.1 算例1：箱梁断面涡振性能模拟
8.3.2 算例2：临时设施对主梁涡振性能的影响
8.3.3 算例3：考虑地面效应的箱梁断面涡振模拟
第9章 驰振分析
9.1 驰振基本原理
9.2 准定常假设的驰振分析
9.2.1 驰振力模型
9.2.2 数值算例
9.3 考虑非定常效应的驰振分析
9.3.1 基于气动导数法的驰振分析
9.3.2 数值算例
9.4 计算流体力学方法
9.4.1 计算流体分析理论
9.4.2 算例1：正三棱柱
9.4.3 算例2：主塔尾流区吊索
参考文献