悬索桥以高强度悬索为主要承重构件，具有跨越能力大、受力合理、造价经济的特点。但因其跨度一般较大，结构偏柔，对风的作用更加敏感，风荷载在设计中往往起控制作用。历史上最著名的悬索桥因风振而破坏的案例要数塔科马海峡大桥了。该桥1940年7月通车四个月后，就在18m/s的风速下扭曲振动而破坏。后续的调查分析显示，卡门涡街是造成这次事故的根本原因。
流体绕过物体时，在物体尾流左右两侧产生的成对的、交替排列的、旋转方向相反的反对称涡旋，因著名力学家冯•卡门而得名卡门涡街。空气流过烟囱、高层建筑时，都会产生卡门涡街。本次事故也引发了人们对桥梁、建筑等风致振动问题的广泛研究。
图1：卡门涡街
桥梁、建筑等结构的风振分析非常重要，达索系统SIMULIA的XFlow和Abaqus在这类流体和结构仿真方面都有很多应用。
02丨气动和结构振动分析XFlow采用格子玻尔兹曼算法，结合大涡模拟，高保真的预测瞬态流动。技术优势在于前处理不需要对流体域进行网格划分，同时表面复杂的几何不再是限制因素，只需设置网格尺寸，全六面体格子可保证网格质量，节省大量前处理时间。XFlow模拟真实的的几何运动，独特的自适应网格细化算法能方便的处理运动几何体壁面附近、尾涡，交界面等压力梯度较大的区域。
桥梁的最终破坏往往是因为结构振幅过大。Abaqus提供线性、非线性多种算法可以计算桥梁的动力学响应：
另外，XFlow和Abaqus拥有良好的接口，可以进行联合仿真：XFlow计算流场，将涡流载荷传递给Abaqus，Abaqus计算得到桥梁在风振下的结构变形，随后返回给XFlow，如此循环……流场无需网格划分，流固耦合计算具有得天独厚的优势。通过这样实时的数据交互，使真实再现桥梁结构的破坏过程成为可能。
03丨悬索桥风致侧向扭转屈曲分析悬索桥是目前跨度最大的桥梁结构形式，跨度从几百米到上千米。悬索桥跨度的大幅度增加带来的主要问题是结构刚度的显著下降，这使得风致振动成为结构安全性的主要因素，其中桥梁颤振稳定性是影响风振性能的关键因素。
图2：日本明石海峡大桥
日本明石海峡大桥是世界上最大跨径的悬索桥，主跨度1991m，风致稳定性分析非常重要，分析涉及高度非线性。Abaqus被用来进行该桥的侧向扭振屈曲分析。（该分析来源于SIMULIA全球年会论文，由横滨国立大学Ishihara等人完成）
分析中索塔采用B31H单元，主索和吊索采用T3D2H单元。计算共有两个分析步，第一分析步为自重加载，第二分析步为风荷载。风荷载数值随桥面的扭转而变化，数值关系由风洞试验确定。
