桥梁抗风新进展：中南大学提出提升悬索桥颤振性能的气动优化方案 航华眼镜蛇探针提供支撑

近日，中南大学土木工程学院汪震、何旭辉、敬海泉和刘路路在流体力学著名期刊《Physics of Fluids》上发表了题为《Aerodynamic countermeasures for improving flutter performance of cable-suspended bridges》的研究论文。该研究通过系统的风洞试验，提出了适用于索道悬索桥的多类气动抗风优化措施，显著提升了该类桥梁在强风作用下的颤振稳定性，为我国山区及水库区域轻型桥梁的安全设计提供了重要理论依据与技术支撑。

论文以贵州一座曾因风致颤振受损的实桥为背景，针对其板状桥面在正风攻角下颤振性能急剧下降的问题，研究团队设计并测试了两大类被动式气动措施：一是气动附加构件，如上表面双稳定板（UDS）；二是桥面格栅，包括侧边格栅（SG）与全桥面30%开孔率格栅（30%）。试验结果表明，UDS、SG和30%格栅三种措施在不同风攻角下均能有效提升临界颤振风速，尤其在3°风攻角下，成功将颤振类型由扭转颤振转变为耦合颤振，使临界风速显著提升。其中，30%格栅方案表现尤为突出，可将临界颤振风速提高一倍以上，展现出极大的工程应用潜力。

研究进一步基于闭合形式的双模态颤振解析解，深入揭示了上述措施的作用机理，并提出了适用于耦合颤振的“颤振指数”评估方法，为同类桥梁的抗风设计提供了便捷的工程估算工具。该成果不仅深化了对轻型悬索桥风振机理的认识，也为既有桥梁的抗风加固与新建桥梁的气动优化提供了经济、可靠的技术路径。

该研究中用于测量风速的关键设备—航华FR02眼镜蛇探针在风洞试验中发挥了作用。该仪器以其精度高、响应快的特点，可靠地确定了来流风速数据及湍流度，为实验结果的准确性与可靠性提供了保障，再次体现了国产湍流测量仪器在科研与工程实践中的重要价值。

[1] WANG Z, HE X, JING H et al. Aerodynamic countermeasures for improving flutter performance of cable-suspended bridges[J/OL]. Physics of Fluids, 2025, 37(8). https://pubs.aip.org/pof/article/37/8/087171/3359510/Aerodynamic-countermeasures-for-improving-flutter. DOI:10.1063/5.0281442.