Page 216 - 《振动工程学报》2026年第3期

816 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

效 果 从 23.40% 开 始 非 线 性 降 低 ；而 开 孔 尺 寸 为
20 mm 的隔涡板，其抑振效果则从 35.48% 开始非线
性降低。从图中可以观察到，同一开孔率下，开孔尺
寸大的隔涡板在相同雷诺数下具有更好的抑振效
果 。 而 对 于 1∶30 节 段 模 型 ，在 雷 诺 数 为 1.46×10 4
时，其抑振效果从 9.08% 开始非线性下降，且其抑
振效果相较于低雷诺数的抑振效果要弱。当隔涡板
抑振效果开始降低时，抑振效果与开孔率呈现非线
性关系，采用指数曲线能够较好地拟合两者之间关
系，其拟合公式如下：
a + bγ + cγ 2
ν = e （3）
图 11 不同区域平均风压系数分布特性
式中，ν 表示抑振效果，ν=1-A R /A max ，其中，A R 表示 Fig. 11 Distribution characteristics of mean wind pressure
同一雷诺数下不同开孔率的最大振幅，A max 表示同 coefficient in different zones
一雷诺数下原断面的最大振幅；a、b 与 c 为待拟合
参数。 压系数在振动时小于未振动的数值，而 Z5 振动时的
图 10 展示了开孔率与其对应最大振幅之间的 平均风压系数大于未振动时的数值，这一现象可能
关系。从图 10 中可以发现，最大振幅与开孔率呈现 是受到隔涡板的影响，上游断面脱落的旋涡先撞击
线性关系。在小比例模型下，最大振幅随开孔率增 Z5 处，并向下游断面移动，因此，可观察到 Z5 处平
长速度较快，且 10 mm 开孔尺寸的增长速度要小于 均风压系数的差异大于 Z4 处，而 Z4 处平均风压系
20 mm 开孔尺寸的增长速度。而对于大比例模型， 数的差异大于 Z3 处。对于上游断面，Z6、Z7、Z8 及
最大振幅随开孔率增长速度较缓。总体而言，其关 Z10 振动时的平均风压系数总体处于非振动时平均
系可通过下式进行拟合： 风压系数的包络之中。当 d=20 mm 时，其平均风
A max = dγ + e （4） 压系数的分布与 d=10 mm 的分布相近，但上游断
*
式中， A max 表示不同开孔率的最大振幅；d 与 e 为待 面的负值风压相对较小。
*
拟合参数。拟合过程中，1∶70 节段模型试验的结果 图 12 展示了不同区域压力的脉动特性，上游断
相较于 1∶30 节段模型试验的结果更好。 面在不同开孔尺寸隔涡板的作用下，其脉动分布相
近，振动时的脉动较未振动时的脉动强。然而，下游
断面在不同开孔尺寸隔涡板的作用下，其脉动分布
存在明显的差异。对于未振动的工况，下游断面各

分区呈现出相似的脉动特性，当振动时，下游各区域
脉动压力随着开孔率的增大而增大。此外，在相同
开孔率下，对比 d=10 mm 与 d=20 mm 时的脉动特

图 10 开孔率与最大振幅的关系（−3°风攻角）
Fig. 10 Relationship between opening ratio and maximum
amplitude （−3° angle of attack）

2. 2 不同开孔率隔涡板的压力特性

为了进一步探究相同开孔率下，不同开孔孔径
对分体箱梁竖向涡振性能影响的差异，本节采用分
区法对断面周边压力特性进行深入研究。
图 11 展示了断面周边不同分区的平均风压系 图 12 不同区域脉动风压系数分布特性
数分布特性。当 d=10 mm 时，下游断面的平均风 Fig. 12 Distribution characteristics of fluctuating wind
压系数在 Z3、Z4 与 Z5 存在差异。Z3 与 Z4 的平均风 pressure coefficients in different zones