基于滑移理论,研究了带有凹槽的斜拉索在风雨作用下的减振效果.为建立模型,通过COMSOL软件计算了相应的风压系数和风摩擦系数.将计算结果代入MATLAB软件,求得拉索在风雨激振下的振动响应、气动升力、表面某一点处水膜厚度以及水膜变化全过程,用于分析影响凹槽对斜拉索减振效果的影响.结果显示虽然凹槽不能够阻止水线在斜拉索表面的形成,但与不带凹槽的斜拉索相比,斜拉索振动幅值显著降低;水膜厚度变化频率远大于斜拉索自振频率,导致气动升力的变化频率远大于拉索自振频率;振动的频率相关性大大降低,从而斜拉索的升力周期性特性变弱,抑制了斜拉索在横风向的大幅振动.

依据滑移理论,借助钝体绕流模型,使用COMSOL软件建立正六边形拉索截面模型并计算得到随时间变化的风压力系数和风摩擦力系数.代入MATLAB软件进行数值求解,得到拉索在风雨激振作用下的振动响应、气动升力、水膜形态变化和上水线振荡区间内水膜厚度时程变化.从这四个方面来探究正六边形拉索风雨激振的抑振机理和减振效果.结果显示在同等风洞试验参数条件下,正六边形拉索相比圆形拉索,振动幅度大为降低,具有良好的减振效果和潜在工程应用价值.正六边形拉索波浪起伏的表面抑制了上水线的周期性环向振荡,减弱了拉索表面气动力变化的周期性,从而有效抑制了拉索的风雨激振现象.