计入脉动风平方项的柔性结构的随机响应和驰振随机稳定性研究

摘要

目前对于工程结构的风振研究，绝大多数是通过风洞实验来实现，或辅以经验的线性气动力模型，甚至也忽略了脉动风速和结构的相互作用，随着大量柔性结构的出现，结构的脉动风速致其非线性气动力效应也进一步增强，也造成了经典的频域求解方法失效。现有土木工程中风振理论，线性与非线性的脉动风速与结构的相互作用及其对结构的稳定性影响，还没有引起足够的重视。另一方面，脉动风速的非线性项在各种地貌下能否忽略还有待进一步研究。造成这种现状的原因，不仅在于建立物理模型的困难，还在于非线性随机过程求解的困难。 针对上述问题，本文主要做了以下工作：将脉动风及其平方项引入到柔性结构截面驰振运动方程和抖振运动方程中，运用随机微分理论和矩方程理论，得到结构驰振与抖振的一阶矩和二阶矩的微分方程，通过数值方法，得到结构截面运动时程曲线，由矩稳定性定义，得出结构单自由度驰振与二维耦合驰振临界风速，结果与邓哈托判别式得出的驰振临界风速基本吻合，本文还研究了不同地貌下，横风向脉动风和顺风向脉动风的非线性项对结构抖振响应的影响。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2风对柔性结构的作用

1.3柔性结构的驰振稳定性与抖振响应研究现状

1.4本文研究内容

第二章脉动风的模拟及随机微分方程理论

2.1脉动风的模拟

2.1.1 顺风向脉动风滤波系统

2.1.2横风向脉动风滤波系统

2.2IT(o)随机微分方程的一般原理

2.3随机微分方程的矩方程理论

第三章考虑脉动风作用的柔性结构驰振稳定性分析

3.1概述

3.2考虑脉动风的单自由度驰振研究

3.2.1矩稳定性的定义

3.2.2基本方法

3.2.3实例分析

3.3本章小结

第四章脉动风的非线性项对柔性结构抖振响应的影响

4.1概述

4.2基本模型

4.3实例分析

4.4结论

第五章考虑侧力系数非线性项的柔性结构驰振稳定性分析

5.1概述

5.2考虑侧力系数非线性项单自由度驰振研究

5.2.1基本模型

5.2.2本文方法

5.2.3实例分析

5.3考虑脉动风的二维耦合非线性驰振研究

5.3.1脉动风强度的度量

5.3.2基本模型

5.3.3算例

5.3.4结论

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1全文总结

6.2还需继续研究的课题

参考文献

作者在攻读学位期间公开发表的论文

致谢