圆柱的涡激振动估算

本文通过对流体力的分析修正了计算圆柱体涡激振动的相关模型,得到考虑流体阻尼力影响的共振响应解式;经数值计算得到一组圆柱形简单梁的共振响应图线族.按照文中给出的方法步骤,应用该图线族可以比较方便地确定出弹性圆柱体的共振响应峰值.     

并列双柱圆柱体在均匀流场中的涡激振动

讨论了并列双柱圆柱体在均匀流场中的涡激振动。依据已发表的有关该课题的实验与理论资料,提出了一种关于并列双柱圆柱体在均匀流场中涡激振动的理论预报模型。将理论计算值与资料所提供的实验值进行比较后,发现理论值与实验值尚能吻合。为了验证理论预报模型的正确性,作了实验观察,发现理论预报的涡激振动现象与实验中所出现的吻合良好。为了更好地掌握双柱涡激振动的机理,进行了结果分析和讨论。     

海洋深水立管涡激振动实验研究的发展状况

在海洋环境中,涡激振动(VIV)是流体固体藕合作用的结果,也是流体力学和结构力学的融合;但是耦合的作用力会降低立管寿命,立管一旦发生疲劳破坏,原油的泄漏不仅会使工程蒙受损失,还将引发严重的环境污染和二次灾害,因此深海立管的涡激振动在立管设计中是一个需要考虑的重要因素,近几十年里科研人员在此方面做了大量的研究工作。笔者以海洋立管为研究对象,总结了在流体和结构方面国内外学者对海洋立管涡激振动上的研究成果。为更进一步的海洋立管涡激振动研究提供了理论依据。     

基于遗传规划圆柱涡激振动速度反馈控制研究

以二维圆柱为研究对象,基于结构振动模型和尾流振子模型,利用遗传规划(Genetic Programming)算法寻找最优速度反馈控制律,探究了在最优控制规律作用下抑制涡激振动的效果。首先计算了质量比为2.36和7.91下圆柱的振动幅值比,发现共振幅值和锁频区间与实验结果有较好的一致性。然后,通过引入损失函数,利用遗传规划算法计算了在约化速度为7时的最优速度反馈控制规律,计算结果表明:在最优速度反馈控制规律作用下与未受控圆柱相比,振动幅值由0.736降低为0.194,减少了73.6%,显著抑制了圆柱的涡激振动。并且与传统的比例控制规律相比,在具有相同的损失函数值的情况下,遗传规划找到的反馈控制规律能够更有效地抑制涡激振动幅值。     

串列双圆柱在均匀流场中涡激振动综述

对串列双圆柱涡激振动的已有的研究成果作了综合的介绍，并对进一步发展这一领域的研究内容提出了自已的看法①。     

海洋立管涡激振动位移响应测试方法及试验研究

海洋立管涡激振动会使立管产生疲劳破坏.实时监测应变并通过应变数据转化为立管的位移,从而可直观、准确地判断海洋立管的状态,预知可能发生破坏的位置并采取应对措施.建立了数学模型,通过理论分析立管的挠度曲率与应变、位移存在的关系,进而拟合立管的挠度曲线.基于挠度曲线的边界条件以及广义最小二乘法确定挠度曲线未知数的求解方法.设计试验方案,搭建试验平台,通过光纤光栅应变传感器及解调仪获得试验数据,求解挠度曲线.并通过试验过程中位移的测量值来验证位移计算值的正确性及可行性,试验结果表明:位移的计算值精度能够满足工程上的要求,该方法可作为检测立管涡激振动的一种方法.     

大跨度桥梁主梁风雨致涡激振动试验研究

针对风雨联合作用下的大跨桥梁风雨致涡激振动问题,以某一分离式双箱主梁桥梁及其闭口主梁型式桥梁为研究对象,通过在大气边界层风洞中搭建风雨联合作用试验系统,完成风雨联合作用下大跨桥梁节段模型涡激振动试验.试验结果显示:不同雨强下,开口节段模型涡激振动的起振风速及锁定风速基本一致,但最大振动幅值有一定差别.不同雨强下,闭口节段模型随机振动的振动时程有一定差别,且随着风速增大,振动幅值增大.开口节段模型风雨联合作用下的位移幅值大于单一风作用下的位移幅值,最大增量可达1/4.得出结论:降雨增大了桥梁主梁涡激振动幅值;闭口节段模型相对开口节段模型在抵抗涡激振动方面性能更优良.     

桥梁断面涡激振动气动效应特性识别

为获取桥梁断面涡激共振过程中的气动效应特性,提出一种基于风洞试验的气动效应特性识别方法,首先提出涡振系统总体阻尼及刚度瞬时特性识别方法,在此基础上提出从涡振系统总体阻尼及刚度中分离气动阻尼及气动刚度的方法.以一个开口断面风洞试验数据为例对该方法的准确性进行了验证,并对该断面涡振气动效应特性进行研究.结果表明:识别得到的系统总体阻尼比为零的等高线与结构涡振响应曲线能很好吻合,从而验证了该方法的准确性.在此基础上对涡振过程中作用于结构的气动阻尼及气动刚度特性进行了研究,获得了气动阻尼及刚度随结构振幅和约化风速的变化规律,可为后续理论模型研究提供参考.     

悬浮隧道锚索涡激振动影响因素分析

将锚索运动简化为弹簧质量阻尼系统,锚索周围流场采用RSM(Reynolds Stress Model)结合增强的壁面函数模型计算,利用四阶Runge-Kutta法计算锚索振动方程,并将程序写入FLUENT软件进行流固耦合分析。讨论了锚索质量比、阻尼比、是否考虑流向运动和来流速度对锚索涡激振动的影响,主要结论有：质量比对锚索横向涡激振动幅值影响很小,对约化速度范围影响较大;阻尼比对约化速度范围影响很小,对锚索涡激振动幅值影响较大;在低质量比的情况下,考虑锚索流向运动时,涡激振动幅值比不考虑时偏大。     

调液阻尼器减振效应研究的综述和展望

调频液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,简称TLD)作为一种被动耗能减振装置,近年来在结构减振中得到应用。从减振原理、影响因素、分析方法、设计方法等方面对TLD近年来所取得的成果进行了总结,并探讨了TLD研究的发展趋势,指出TLD数值仿真技术、非线性分析、可控TLD研究和开发、地震下的减振效应以及TLD-结构设计方法将是下一步的研究重点。     

调谐液体柱型阻尼器减振系统的研究

介绍建筑结构利用调谐液体柱型阻尼器（ＴＬＣＤ）进行结构减振的半主动控制系统。阐述利用ＴＬＣＤ系统减振的基本原理,确定有关的影响参数;介绍高层建筑结构利用ＴＬＣＤ进行半主动控制的方法,数值分析表明,利用ＴＬＣＤ可以达到很好的减振效果。     

调谐液柱阻尼器参数计算的简化方法

建筑振动是结构工程中遇到的主要问题之一,如何减震已经成为该领域的研究热点.大量的理论实践证明,调谐液柱阻尼器(tuned liquid column damper,TLCD)是一个能有效减震的装置,并且由于其结构简单,易于安装,已经越来越多的在实际工程中得到应用.TLCD对建筑物减震效果的好坏,取决于其自身的参数,参数的选择至关重要.但是,由于液体固有的非线性阻尼特性,如采用传统的迭代法来计算参数,需要大量的时间用于计算,本文针对这个问题,提出了一种简化计算方法,以便能更方便地得出TLCD最优化的减震参数,进而方便设计合适的阻尼器.     

利用悬挂水箱减小建筑结构地震反应方法

论述了采用悬挂水箱减小建筑结构在地震作用下反应的方法.利用悬挂水箱中液体的振动耗能和部分液体以及箱体的摆动耗能,减小建筑结构的地震反应.首先利用集中质量法,建立水箱———结构体系的计算模型和运动方程;然后根据水箱参数优化的结果,合理地选取了控制参数;最后进行3种地震作用下建筑结构的地震反应分析,并比较了控制的效果.研究结果表明,利用悬挂水箱中液体的振动和箱体的摆动,可以有效减小建筑结构的振动反应,为建筑结构被动控制技术提供了一种新方法.     

挤压油膜阻尼器的减振失效分析

从挤压油膜阻尼器的基本方程出发，通过对其两个特性参数Ｂ和Ｕ的分析计算，得出了挤压油膜阻尼器的失效规律，为进一步深入理解挤压油膜阻尼器的减振性能打下了坚实的理论基础。     

调谐惯容阻尼器对斜拉索振动控制的研究

为提升黏滞阻尼器对斜拉索的减振效果,基于"阻尼-惯容-弹簧"的三元被动减振理论,开展了调谐惯容阻尼器对张紧弦斜拉索振动控制的研究。首先,采用有限差分法建立了斜拉索-调谐惯容阻尼器耦合系统的状态空间方程;然后通过复模态分析研究了调谐惯容阻尼器的频率比、阻尼比及惯容比对斜拉索附加模态阻尼比的影响规律,进而获得了调谐惯容阻尼器的最优参数及斜拉索的最大附加模态阻尼比。其次,开展了调谐惯容阻尼器对斜拉索减振控制的数值仿真分析,验证了复模态分析结果的适用性,通过对比调谐惯容阻尼器、黏滞惯质阻尼器和黏滞阻尼器对斜拉索的减振效果,阐明了调谐惯容阻尼器对斜拉索减振控制的优越性。最后,基于耗能效率揭示了调谐惯容阻尼器对斜拉索的减振增效机理。结果表明:与黏滞阻尼器和黏滞惯质阻尼器相比,调谐惯容阻尼器可以显著提升斜拉索的减振效果。     

内置挡板调谐液体阻尼器对高层结构的地震反应控制研究

提出一种新型调谐液体阻尼器——内置横向挡板的调谐液体阻尼器（TLDEB）。通过在普通调谐液体阻尼器（TLD）装置中设置横向挡板,使液体绕流时产生附加阻尼来增强其耗能作用,以改善TLD对高层建筑的减振效果。结合经典势流理论以及能量耗散原理推导了TLDEB的等效位移、附加阻尼比,并对其进行了等效线性化。以某实际高层建筑结构作为算例,通过对地面随机激励和地震波激励的数值仿真来验证TLDEB的减振效果。结果表明：TLDEB可有效地增大结构阻尼,具有比普通TLD更优良的减振控制效果。     

混合液体质量阻尼器对结构风振控制的研究

基于TMD和TLD各自的特点将二者结合为混合液体质量阻尼器(HLMD),此种阻尼器能改善TMD对微弱振动控制时灵敏度低的不足,且具有更强的耗能能力;并对HLMD装置的减振机理和计算模型进行概述,推导出其动力平衡方程。以广东地区某超高层酒店为例进行风振时程分析,对HLMD与TMD控制下的结果进行比较。分析表明:HLMD对结构风振响应控制效率显著,并优于TMD。     

粘弹性阻尼器在控制输电塔风振反应中的应用

研究了在粘弹性阻尼器控制下，大跨度输电塔的动力特性及风振反应，并对比了各项动力特性，证明输电塔在粘弹性阻尼器控制下有较好的减振效果．     

基础隔震与TMD混合控制系统减震效果分析

对基础隔震结构附加TMD组成的混合控制系统的抗震性能进行研究。计算了不同地震波作用,不同参数组合下的结构响应,对不同工况下的隔震层位移和加速度峰值进行了比较,分析了系统参数对减震效果的影响。研究结果表明,附加TMD可以减小隔震结构的地震响应,但不同地震波作用下减震效果不够稳定。增大TMD质量比可以提高减震效率,TMD阻尼比对减震效果影响较小。