随着桥梁跨度的增加,风致颤振稳定性成为桥梁设计需要考虑的关键问题.近年来随着计算机计算速度的迅猛发展,基于计算流体动力学的数值方法迅速发展、日趋成熟,虽然这些方法还不能代替风洞试验,但已经成为研究桥梁风效应问题的另一种手段.本文借助数值方法所作的研究概括为两个方面,一是桥梁颤振数值方法,二是桥梁的气动特性,完成了下述工作,得到了一些有益的结论:1)在Scanlan颤振分析理论与强迫振动法识别颤振导数方法基础上,建立了基于桥梁二维节段模型运动整周期时刻离散流场分步数值模拟的颤振分析方法.利用此方法计算了虎门大桥的颤振导数和颤振临界风速.几个颤振导数的计算结果与节段模型强迫振动法、自由振动法风洞试验值有很好的一致性,计算得到的颤振临界风速结果与全桥气动弹性模型风洞试验值符合得很好.2)利用上述数值模拟方法计算了丹麦大贝尔特东桥的颤振导数和颤振临界风速,并将计算结果与风洞试验值、离散涡方法计算结果作了比较.本文颤振导数结果与风洞试验值一致性好、偏差小,且相对优于离散涡方法得到的计算结果.虽然计算颤振临界风速略高于风洞试验值,但由于风洞试验模型包含了栏杆等附属物,使断面钝化,降低了临界风速,因此本文的计算结果是合理的.3)在对虎门大桥的颤振计算中,分别采用了RNGk-ε和Realizablek-ε两种湍流模型,通过对气动力系数、颤振导数和颤振临界风速结果的比较,得到了一个有趣的结论:尽管风场模拟得到的气动力值具有一定偏差,但计算得到的颤振导数和颤振临界风速结果却十分接近.4)针对丹麦大贝尔特东桥,在保证其断面宽度、高度和上下缘宽度不变的前提下仅改变风嘴形状做了两个改动的断面,在此基础上对丹麦大贝尔特东桥和该两个改动断面模型的气动力系数、颤振导数和颤振临界风速结果进行了比较分析.本文数值方法研究桥梁颤振稳定性具有一定的精度,与风洞试验相比无需昂贵的风洞试验设备和测量仪器,摆脱了风洞试验周期长、费用高的缺点,不用试验模型的设计和制作,可重复性好,在气动选型和模型的参数识别方面数值方法是可以完全实现的.但风洞试验仍然具有着不可替代的作用,因此,如将数值模拟方法和风洞试验相结合,对桥梁主梁截面的颤振稳定性的评估将更为准确.