孙 强，周志勇，胡传新，秦 鹏，黄德睦

(1.土木工程防灾国家重点实验室(同济大学)，上海200092； 2.中国路桥工程有限责任公司，北京100011； 3.武汉科技大学 城市建设学院，武汉430081)

风致稳定性是大跨度桥梁设计中的控制性因素，气动外形优化是改善桥梁气动性能最基本有效的方法[1-2]。桥梁工程领域中气动外形优化的经典方法是基于风洞试验的迭代启发式过程，此方法依赖于风洞试验室的资源消耗和研究人员的精力投入，导致优化设计的范围有限，效果欠佳[3]。近年来CFD技术的快速改进使其在应用工业领域大放异彩，并且早在1997年，将其与数学优化算法结合用于挑选最优气动外形的想法就已经开始引起科学家的关注与研究[4]。目前，在机械、汽车和航空航天领域，基于CFD和数学优化算法的气动外形优化方法已被应用于配置最佳几何外形车辆、飞机机身和机翼、压缩机叶片、层流和湍流扩散器等，这种方法不仅能够严谨彻底地搜索整个设计域，并且消除了经典方法固有的风洞试验资源耗费和迭代试错过程效率低下的缺点[5-7]。由于CFD在土木工程领域中引入较晚[6-7]，导致这种结合数学策略的优化方法研究也有所滞后，因此关于将其移植到桥梁工程领域是否可行的研究显得需求迫切。

本文研究了基于数值计算与数学策略的流线型箱梁气动外形优化方法。数值计算是利用CFD模拟和颤振时域法进行计算，数学策略则是将试验设计、蚁群混合遗传算法与Kriging代理模型结合，通过求解某桥梁断面整个设计域中部分的解，构建和训练Kriging近似代理模型，得到满足一定精度的整个设计域所有的解，从而寻求最优断面。……