伴随社会经济的快速发展,电力已经成为人类生产和生活必不可少的条件。由于我国资源分布不均,在缺水地区采用直接空冷技术是解决水资源消耗问题的有效途径。因此,国家规定在富煤缺水地区建设火电项目必须采用空冷机组。直接空冷系统中风机-桥架结构属于耦合体系,风机运转必然引起桥架结构的振动,长此以往风机运转产生的扰力会降低桥架结构安全的可靠性。而以往对直接空冷系统的研究主要集中在整体结构受风荷载和地震作用等方面,关于风机运转导致桥架振动问题的研究尚显不足。为此,本文以桥架的实测振动结果为基础,建立风机-桥架耦合结构模型,开展了流固耦合分析,采用荷载反演方法对风机-桥架结构的随机扰力模型进行了深入分析。首先,本文阐述了直接空冷系统的发展历史,回顾了直接空冷系统、叶轮机械流固耦合以及动态荷载识别的研究现状,介绍了涉及到的风机设计方法、流固耦合和随机过程的理论。其次,在五次方流型的基础上建立风机模型,分析其振动特性,并对风机进行流固耦合分析,得到风机不同运转状态下气流对叶片的作用。对风机-桥架耦合模型进行模态分析,并与实测结果得到的结构振动特性参数进行对比,从而确定有限元模型的可靠性。最后,基于流固耦合分析结果,建立了风机-桥架的简化模型。考虑实测桥架响应结果的随机性,提出随机扰力荷载模型,以振动响应的功率谱为反演目标,对模型的参数进行了识别。结果表明,建议的扰力模型较好地反映了桥架振动的特性。