涡激振动是桥梁风致振动的一种,它的成因是钝体尾流处存在交替脱落的旋涡,当旋涡脱落频率与主梁的自振频率一致时,即发生有限幅的可能造成桥梁及附属结构疲劳破坏的涡激振动现象。在桥梁结构的发展中,为了满足实际,主跨的跨径在不断增大,而跨径的增大意味着主梁刚度的进一步减小,则更容易发生涡激振动现象。随着对主梁尾端处展向旋涡脱落的研究深入,发现破坏展向一致性,可以抑制旋涡的形成和发展,进而抑制涡激振动,本文即通过沿模型展向施加扰动的形式,进行模型表面风荷载和绕流场的控制研究,主要包括以下研究工作:从工程实际的角度出发,同时为了更好地分析控制的机理,元件沿模型下表面前后对称布置之前,先研究元件单独放置于前端及尾端时的主梁风荷载特征和绕流场特征。通过测压实验和改变实验参数,获得了不同展向扰动形式下的主梁模型风荷载特征和特征变化规律。在0度风攻角及正风攻角下,不同位置布置元件均可以降低模型表面脉动压力系数,在负攻角下,尾端单独布置元件脉动值相对无控基本不变,前端存在元件时,模型表面脉动值增大。其次结合PIV实验结果,验证了较优控制工况和不利工况的表面压力特征,并通过流向和展向两种截面位置的绕流场特征,分析了相应的控制机理。在0度风攻角及正风攻角下,尾流场湍动能减小,旋涡对壁面影响减弱,尾流场展向相关性减弱,整个流场三维特性更加明显;在负攻角下,元件控制效果消失,且前端存在元件时,模型表面湍动能增大。