刚好最近在实验室编一个风振响应的程序，好头疼>.<，刷刷知乎看见这个问题，怒答之~~哈哈哈哈哈哈哈XD，请原谅我的年少轻狂~
风振响应其实是一个比较复杂的过程，按响应的性质来看，一般分为三类，即抖振、涡激振动和自激振动，其中自激振动又有驰振和颤振两种典型形式。下面展开讲。
=================2016.01.22更新===================
由于答案是比较早的时候写的，原谅那时候的年少无知。最近看了一下，发现这个答案里面有一些错误，故更新了一下。从另一方面证明我有进步了[邪恶笑]
1.抖振
抖振主要发生在顺方向的，就是由顺风向风荷载的脉动作用使结构产生的受迫振动。由于风荷载具有随机性，所以抖振其实就是一种随机振动，可以用随机振动理论去分析。
具体响应计算过程就不讲了，讲出来也看不明白，不过有必要普及一下这个概念。风振响应分析常用频域分析方法，简单来说就是先得到一段风荷载的时程，然后进行傅立叶变换，得到它的谱曲线，也就是随频率分布的一条曲线。这样做有什么用呢？用处可大了！平时我们都习惯进行荷载时域上的分析，即荷载随时间变化的函数。但经过傅立叶变换后得到的谱线，我们就可以清楚这段荷载里面有哪些频率成分以及该成分所占的多少。说得形象点，也就是说一阵风吹过来，其实里面有各种频率的荷载，但是哪些频率是占大部分的，哪些只占一小部分的，经过频域分析之后就可以知道。然后大家都知道建筑物有自己的固有频率，与固有频率相等或相当接近的荷载成分将会和结构发生共振响应。
事实上，计算风振响应时，我们常常把它分为平均位移和脉动位移两部分来计算，相应的把荷载分为平均风压和脉动风压。平均位移用静力的方法计算出来，脉动位移由于是个随机过程，要用概率统计来分析，所以我们把它的方差计算出来，这里面就涉及结构动力学随机振动的求解方法，不讲了。而脉动位移里面分为背景响应和共振响应两部分。背景响应就是除了共振响应以外其它频率引起的响应，由于一般高频率的成分比较少，所以主要是前面低频的部分。
图.1 背景响应和共振响应
如图1，这个是背景响应和共振响应功率谱的叠加，其中那个尖峰就是属于共振响应的，尖峰对应的频率就是结构的固有频率。
2.涡激振动
涡激振动一般发生在横方向，也就是与风向垂直的方向。这里主要讲一讲它的机理。你一定觉得好奇怪，为什么风从X方向来，建筑物却在Y方向上振动起来了。其实是这样滴~~：
如图2，当风从顺风向徐徐吹来~，如下图所示，在建筑物后部形成漩涡。在非超临界区雷诺数的情况下，后部两侧的漩涡会以一定频率交替脱落。漩涡的的脱落会引起空气的环流，看下面那个图，图中是在一侧漩涡脱落的情况。这时上部风向与环流方向相同，风速加大。下面则相反，风速减小。由伯努利方程我们知道，下面的风压将会比上面大。于是由这个压差产生了一个垂直于顺风向的一个力，也就是振动力。随着漩涡在建筑物后面两侧交替脱落，振动力的方向也以一定频率改变，横风向的振动就产生了。
图.2 漩涡脱落
当后部两侧漩涡交替脱落的频率与结构的固有频率相对或相当接近时，结构就会产生共振，此时称为”涡激共振“。涡激共振！它对高层建筑、高耸结构以及桥梁等细长柔性结构杀伤力就好像绿巨人一样啊有木有！
喔，差点漏了，这里还有一个斯托罗哈数。工程师们是不是想知道漩涡脱落的频率，以让设计的结构的固有频率避开它，以免发生共振？就让斯托罗哈告诉你！斯托罗哈数：
上式中的fv就是漩涡脱落频率，D是结构特征尺度，一般取横风向的宽带，U是风速。St就是斯托罗哈数，它与结构平面形状和雷诺数有关，可以通过风洞试验测出来，事实上已测出来了并且整理成一个表格了。通过上面公式就很容易得出漩涡脱落频率了，设计时记得避开它哦。
图3是CAARC标模（高层建筑的一个标准模型）的横方向底部弯矩功率谱，数据来自风洞试验。
图.3 横风向基底弯矩功率谱
中间那个峰就是漩涡的脱落频率所对应的峰，图中横坐标和纵坐标都进行了无量纲化。
3.自激振动
所谓的自激振动就是在风荷载的作用下产生了较大的变形和振动，而这种振动反过来又会影响到作用在结构上的气动力。从而导致气动力和结构振动相互作用，导致气动弹性效应。如果这种相互作用一直持续下去，并且使结构振动趋于发散，就会导致气弹失稳。驰振和颤振两种自激振动典型形式。驰振是细长物体因气流自激作用产生的一种纯弯曲大幅振动。这种振动最先被发现于结冰的输电线上，振动以行波的形式在两根电杆之间快速传递，就好像快马奔腾，振幅可达电线直径的十余倍，因此成为驰振。颤振最先发现于机翼上，表现为扭转发散振动或弯扭耦合的发散振动。你知道塔卡马搭桥吗！就是一个典型的颤振灾害例子。其实自激振动我也不是太了解，只能写到这里。
本人对风振的认识就辣么多，如有错误，欢迎指正~XD |
