随着我国跨海桥梁工程建设的推进和桥梁跨度的增大,风对桥梁的作用效应更为明显,大跨度桥梁的颤振稳定性问题已成为大跨度桥梁抗风设计的重点。广泛应用于大跨度斜拉桥和悬索桥中的闭口流线型主梁断面的气动稳定性对桥梁颤振稳定性影响至关重要,一直是工程领域以及研究领域关注的对象。本文以拟建的深中通道工程伶仃航道桥为工程背景,对大跨桥梁闭口流线型主梁断面气动稳定性问题进行数值模拟。主要研究工作如下:(1)介绍闭口流线型主梁断面气动稳定性研究的背景和意义,并对大跨度桥梁气动自激力研究方法进行综述。(2)介绍CFD理论基础和经典的气动力模型,数值微分方程解法,二维颤振分析等内容,为之后的研究奠定理论基础。(3)建立基于Scanlan线性自激力理论的颤振导数识别的数值模拟方法。用耦合强迫振动方法分别识别了薄平板、大带东桥闭口流线型主梁断面的颤振导数,计算结果与西奥多森理论解、已有文献结果等吻合较好,验证了该方法的正确性。并且采用桥梁主梁断面气动导数弯扭分状态多频强迫振动识别法,即在某一风速下,使主梁断面分别进行竖弯、扭转单自由度多频强迫振动,从而识别出主梁断面在不同折算风速下的颤振导数。(4)基于OpenFOAM开源软件,采用动网格技术建立了流固耦合分析方法,并进行了简单矩形断面涡激振动的数值模拟。基于商业计算流体动力学软件Fluent求解流体N-S方程,采用修正速度的Newmark-β法计算结构风致响应,采用“滑移网格+动网格”技术实现网格运动,建立了桥梁断面气动稳定性二维数值模拟方法。以拟建的深中通道工程伶仃航道桥整体钢箱梁方案为依托,分别进行了原设计方案主梁断面气动稳定性流固耦合数值模拟研究和主梁断面气动优化数值模拟研究,研究成果为深中通道工程伶仃航道桥主梁断面抗风设计提供了技术支撑。(5)对于闭口流线型主梁断面节段模型试验中发现的非线性振动现象进行初步分析。给出不同风速下的结构振动响应时程、频谱曲线、相平面图及轨迹图等,并从节段模型试验角度对非线性振动的影响因素进行讨论。