基于WOA-GRNN代理模型的Π形截面梁风嘴气动外形优化
来源：中国血液净化杂志2023年第8期北京时间：
作者：刘汉云, 陈柏翔, 韩艳, 胡朋, 蔡春声, 王力东
单位：长沙理工大学 土木工程学院, 湖南 长沙 410114"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China(52108433, 52178452, 52178451, 52178450); Hunan Provincial science and technology innovation Program of China(2021RC4031); Hunan Provincial Natural Science Foundation of China (2021JJ40587); Research Foundation of Education Bureau of Hunan Province, China (21B0309); Open Foundation of National Engineering Research Center of High-speed Railway Construction Technology (HSR202004); Hunan Graduate Research and Innovation Funding Project (CX20220889)
摘要：Π形截面大跨度桥梁极易发生涡激振动，工程中常通过增设风嘴进行抑振，然而风嘴参数选择及抑振效果高度依赖经验或枚举试算，效率低下。为此，基于WOA-GRNN代理模型对Π形截面梁在多参数设计空间内的气动外形优化问题进行了研究。首先，选取风嘴长度、纵深和风攻角，构成多参数设计空间；其次，采用最优拉丁超立方抽样和Sculptor<sup>®</sup>网格变形驱动技术获取设计空间初始代表点集及其高质量计算网格，通过CFD数值模拟获得训练数据池；然后，建立风嘴设计参数和桥梁涡振响应的WOA-GRNN代理模型，通过数据池训练模型；接着，以某典型Π形截面大跨桥梁为工程背景，利用训练后WOA-GRNN代理模型预测多参数设计空间内的桥梁涡振响应面，通过自适应差分进化算法全域寻优，获得了最优设计参数及涡振响应值；最后，通过风洞试验结果对比验证了所提方法的正确性。研究结果表明：WOA-GRNN代理模型可显著提高桥梁气动外形优化效率；对案例Π形截面梁，最优风嘴气动外形#1的竖弯涡振响应相较于原型断面降低99%，抑振效果极佳。研究成果可为今后同类型Π形截面梁的涡振控制、气动外形优化以及相关研究提供重要参考。
关键词：桥梁工程,气动外形优化,代理模型,风嘴,Π形截面梁,涡激振动
基金资助：国家自然科学基金项目(52108433,52178452,52178451,52178450)；湖南省领军人才项目(2021RC4031)； 湖南省自然科学基金项目(2021JJ40587)；湖南省科技厅优秀青年项目(21B0309)；高速铁路建造技术国家工 程研究中心开放基金项目(HSR202004)；湖南省研究生科研创新项目(CX20220889)
