氣彈模型風洞試驗是認識膜結(jié)構(gòu)流固耦合現(xiàn)象，揭示耦合振動機理的最為直接和有效的手段。Minami等6J利用風洞實驗觀測了單向懸掛膜結(jié)構(gòu)在風荷載作用下的振動，研究表明，膜結(jié)構(gòu)的氣彈失穩(wěn)形式為顫振，發(fā)生氣彈失穩(wěn)的前提是預應力較小或為零。Kimoto等基于風洞試驗結(jié)果，應用薄翼理論推導了柔性單向懸掛屋蓋的氣彈失穩(wěn)準則，研究表明，在低風速下結(jié)構(gòu)位移較小且隨風速增長緩慢，但當風速超過某-l臨界值后，位移迅速增大，并且該風速對應的結(jié)構(gòu)振幅出現(xiàn)峰值，可以認定此時結(jié)構(gòu)發(fā)生氣彈失穩(wěn)。Miyake等_98J通過風洞試驗研究發(fā)現(xiàn)類似卡門渦街式的旋渦脫落作用是產(chǎn)生屋面風致振動的主要原因。Vitale等對一種多孔織物布單向懸掛屋蓋進行研究，發(fā)現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)在來流作用F有三種振動形態(tài)：在較低的風速下，膜片前半部輕微抬起，后半部向下垂落，整體風壓合力向下；當風速達到某一臨界值后，膜片前半部接近水平而后半部呈現(xiàn)一種類似行波運動的不穩(wěn)定狀態(tài)，整體風J玉合力接近丁零；隨著風速的進一步增大，膜片在風吸力的作用下，又呈現(xiàn)為穩(wěn)定的反向變形狀態(tài)，此時的整體風壓合力向上。Uematsu等l1∞】對菱形平面雙曲拋物面膜結(jié)構(gòu)進行了氣彈模型風洞實驗，發(fā)現(xiàn)當來流沿雙曲拋物面兩高點連線方向時，特定風速下模型出現(xiàn)單頻振動，脈動位移大幅增加隨后衰減，出現(xiàn)類似于渦激共振的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)阻尼較大時甚至會出現(xiàn)位移跳躍和頻率“鎖定”的現(xiàn)象。

有些學者從氣動彈性力學的角度提出了一種理論與實驗相結(jié)合的簡化氣彈力學模型，其基本思想是將風與結(jié)構(gòu)之間的耦合作用歸結(jié)為附加質(zhì)量、氣動阻尼等具有一定物理意義的附加氣動力參數(shù)，這些參數(shù)可通過氣彈模型風洞實驗來確定，從而使耦合作用問題簡化為受迫振動問題。Kawai等[】叭]應用強迫振動方法研究了結(jié)構(gòu)振動頻率、振幅和振動模態(tài)等因素對附加氣動力的影響，以及結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)氣彈失穩(wěn)時的臨界風速。武岳等[102]通過氣彈模型風洞實驗測定了多個模型的附加質(zhì)量、氣動阻尼等參數(shù)及其隨來流風速、風向、結(jié)構(gòu)剛度和結(jié)構(gòu)振動模態(tài)的變化規(guī)律。

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