PK断面主梁涡振特性及分布气动力演变特性

来源：振动与冲击杂志2025年第23期北京时间：

作者：薛晓锋，周敏豪，肖胜利，曹体锁，李加武ljw@gl.chd

单位：1.长安大学公路学院，西安710064；2.佛山市南海区道路建设管理处，广东佛山528200;3.山东省公路桥梁检测中心有限公司，山东东营257100

摘要：为了研究易发生涡激振动（vortex-induced vibration，VIV）的PK(Pasco-Kennewick)断面主梁VIV特性，采用风洞试验获取弹性悬挂刚体节段模型0°、±3°、±5°风攻角和多槽宽比下的振动响应，采用计算流体动力学数值仿真模拟获取最不利风攻角下竖弯VIV发展过程中主梁表面流场随槽宽的变化，并就振动幅值极值点主梁表面分布气动力随槽宽比的变化进行分析，以揭示PK断面主梁VIV机制。结果表明：①负风攻角下PK断面主梁不发生VIV，正风攻角下随着风攻角的增大，PK断面主梁VIV现象越明显，＋5°风攻角时，VIV振幅达到最大；②＋5°风攻角下，不同开槽宽度的PK断面主梁均出现明显的竖弯VIV现象，VIV幅值随开槽宽度的减小而减小，但槽宽变化对VIV锁定区间的影响并不显著；③PK断面主梁上表面的流场和气动力几乎不受开槽宽度的影响，下表面开槽处及下游斜腹板部位的分布气动力受槽宽的影响较大，且其对整体涡激力的贡献随开槽宽度的减小而降低，以至于主梁VIV振幅随槽宽减小而减小。该研究为PK断面主梁VIV抑制措施提供理论支撑。<br>

关键词：PK断面主梁；涡激振动（VIV）；风洞试验；数值模拟；气动力演化