有可能发生的，但只限于初步研究中，未见在工程上应用。现将横风向风振及特性归纳如下：§5.2涡激振动一、绕圆柱体的二维流动空气在流动中的惯性力与粘性力之比，称为雷诺数，其表达式为第30页，共59页，星期日，2025年，2月5日式中，——惯性力；——粘性力；——空气的质量密度；——风速；——空气的粘性系数；——运动粘性系数；——圆柱体直径或表面特征尺寸。第31页，共59页，星期日，2025年，2月5日将运动粘性系数代入上式，得风速改变时，雷诺数发生变化。其绕圆柱体的流动如图示。第32页，共59页，星期日，2025年，2月5日不同雷诺数下绕圆柱体的流动第33页，共59页，星期日，2025年，2月5日二、斯超海尔数和锁定现象旋涡脱落现象可以用一个无量纲参数即斯超海尔数S来描述。——旋涡脱落一个完整的周期；——旋涡脱落一个完整的频率：——物体在垂直于平均流速的平面上的投影；——来流的平均速度。当流动包围的柱体横截面形状不同时，斯超海尔数可取不同的特征常数值，下图显示了圆柱体在雷诺数为范围内S与Re的关系。对圆形或近圆形截面的结构物S=0.18~0.20。第34页，共59页，星期日，2025年，2月5日圆柱体S随Re的变化第35页，共59页，星期日，2025年，2月5日典型截面的斯超海尔数S第36页，共59页，星期日，2025年，2月5日锁定现象第37页，共59页，星期日，2025年，2月5日从实验中已观察到，一旦结构产生共振，则结构物的自振频率就控制了旋涡脱落频率，甚至当外部的风速变化使名义上的斯超海尔频率偏离了自振频率的百分之几时，其旋涡脱落仍被控制住，这一现象称为锁定。在锁定区内，旋涡脱落频率是不变的，锁定的风速对旋涡脱落的影响示于上图。由锁定现象可以看出，自发生涡激共振开始时，在一定的风速范围内将发生涡激共振，这一风速范围内有可能位于结构物某一高度处至顶端的区域内，这一区域称为共振区高度。三、圆柱体结构的涡激共振力在一定的风速范围内将发生涡激共振，定义涡激共振发生的初始风速为临界风速。第38页，共59页，星期日，2025年，2月5日对圆柱体，S=0.2，得1、共振区高度由锁住现象可知，在一定的风速范围内将发生涡激共振，现将这一风速范围由提高到，因此对自立式圆柱形结构，一般取沿高共振区高度第39页，共59页，星期日，2025年，2月5日度方向上取的区域为共振区。共振区起点高度H1对应于风速的高度H2第40页，共59页，星期日，2025年，2月5日2、横风向共振力对于一竖向弯曲悬臂结构，在横风向涡激动力荷载pL(z,t)的作用下，运动方程为式中，为升力系数，一般由风洞实验确定，对于圆柱体，一般取0.25。第41页，共59页，星期日，2025年，2月5日采用振型分解法，并假定阻尼项亦满足正交条件，这样，第j振型对应的运动方程为式中第j振型几何位移的最大值为第42页，共59页，星期日，2025年，2月5日第1页，共59页，星期日，2025年，2月5日上两式中，带—者为平均风速和平均风压。作用于结构物上的脉动风荷载，对结构产生的动力响应与结构物本身的动力特性有关。当结构物刚性很强时，则脉动风引起结构风振惯性力不明显，可略去，但需考虑脉动风的瞬时阵风荷载。当结构物较柔时，除静力风荷载外，还应计及风振惯性力的大小，即风振动力荷载。工程上最关心的是结构物安全的最大值。常用等效静力风荷载表达。W、P为具有某一保证率的总风荷载。第2页，共59页，星期日，2025年，2月5日§4.2脉动风的主要特性一、湍流强度——高度处的湍流强度；——顺风向脉动风速均方根值；——高度处的平均风速湍流强度是地面粗糙度类别和离地高度z的函数，但它与风的长周期变化无关，一般随高度的增加相应减少，而平均风速则随高度z的增加而增加，帮随高度的增加而降低。第3页，共59页，星期日，2025年，2月5日二、湍流积分尺度湍流积分尺度又称紊流长度尺度。通过某一点气流中的速度脉动，可以认为是由平均风所输运的一些理想涡旋叠加而引起的，若定义涡旋的波长就是旋涡大小的量度，湍流积分尺度则是气流中湍流涡旋