涡振现象,虎门大桥的涡振产生的原因

大家好,我是教育领域创作者,下面我说说对于的理解:
首先大家有必要搞清楚涡振的产生原因:
1.气流通过钝体(桥梁),会形成交替的漩涡,这一点大家可以观察河里一块大石头或者桥墩周围经常会出现这样的漩涡,这种交替的漩涡脱落现象会形成卡门涡街 。

涡振现象,虎门大桥的涡振产生的原因

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这种漩涡实际上会作为一种激励(可以理解为不断变化的力)作用到桥上,如果这个激励的频率(这个力变化的快慢)和桥梁的固有频率接近,就会发生共振 。
【涡振现象,虎门大桥的涡振产生的原因】照理说,共振的振幅会逐渐增大导致破坏 。
2.但是,桥梁在振动的时候会改变流场(气流),就会反作用于那个激励,实际上桥梁就会主动改变这个漩涡脱落(自激作用),二者相互耦合作用,最后捕获漩涡脱落频率,所以涡振的振幅不会无限增大 。
涡振实际上属于风致振动的一种,风致振动分为涡振、抖振、颤振和驰振,其中涡振属于一种限幅振动,也就是说它的振幅并不会发散(不会无限增大) 。
就算破坏也是疲劳破坏(反复弯折一根铁丝,铁丝最后断裂),所以只要做好风洞缩尺模型试验,能够准确的掌握大桥的涡振特性,然后做好气动外形设计,是没有问题的 。
3.该大桥在同济风洞做过试验,所以这方面没问题的,而且现在有很多涡振抑制措施,比如:增加垂直风力机,也有研究人员进行了专业试验,是可行的 。
所以不需要过度担心,相信专家的就可以了 。

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