平面闸门流固耦合自振特性研究

为了使设计的闸门自振频率远离水流的高能脉动主频率段，以保证闸门的安全，在重点考虑流固耦合引起的“附加质量”对闸门自振特性的影响的基础上，采用三维边界元的数值分析方法，获取闸门的自振频率和振型模态特性。对德清大闸定轮平面闸门的数值计算结果表明：水头对闸门的影响总趋势是使其自振频率降低、振动模态发生变化；闸门局部开启工况第1阶频率较低，振型主要是门叶沿竖直方向的整体振动；低阶振动模态中除门叶竖直方向的整体振动模态外，其余各阶均显示为门叶的弹性变形振动。为提高闸门自振频率，需对其结构进行优化设计。     

基于流固耦合的混流式水轮机转轮振动特性分析

为防止水轮机转轮发生共振,导致叶片产生共振裂纹,需要对水轮机的固有频率进行计算,使转轮的固有频率避开外界的激振频率。本文基于流固耦合方法,将CFD软件CFX与有限元软件ANSYS Workbench相结合,对某水电站混流式水轮机转轮进行了有限元模态分析计算,分别计算了转轮在有无预应力情况下对于模态计算结果的影响,并分别考虑了转轮在空气中和在水介质中的固有频率和振型。结果表明,转轮在有预应力情况下各阶固有频率会有所提高,提高幅度在0.5%以内,可以忽略预应力的影响;转轮在水中的各阶固有频率比在空气中均有明显的降低,且各阶频率降低程度不同,下降系数的总体趋势是随着阶次的提高而逐渐减小的。     

基于ANSYS Workbench的高扬程多级离心泵转子模态分析

多级离心泵因效率高、扬程大而应用广泛,但结构复杂,运行时,转子高速旋转,易引发振动产生破坏,影响安全运行。利用ANSYS Workbench协同仿真软件对多级离心泵转子进行模态分析,获得前十阶固有频率及振型。研究转子系统的振动特性,考察叶轮级数对模态的影响,分析预测叶轮级数变化引起振动的可能性。结果表明：D型五级离心泵在给定工况下振动特性良好,不会发生共振。增加叶轮级数,引发共振的可能性增加,应避开易引发共振的转速区间运行。分析结果为转子系统的振动故障诊断和预测、动力特性优化设计、动力学分析奠定理论基础,对减小振动、避免共振、安全稳定运行等具有重要意义。     

弧形钢闸门流固耦合自振特性分析

为了使设计的闸门自振频率远离水流的高能脉动主频率段,以保证闸门的安全,采用三维有限元的数值方法,考虑流固耦合作用,得出了弧形钢闸门在不同开度下的自振频率和振型模态特性。计算结果表明:水体对闸门的影响总趋势是使其自振频率降低、振动模态发生变化;闸门的自振频率随着开度非线性变化。     

基于随机减量和时域ＩＴＤ法的重力坝模态参数识别

为获得混凝土重力坝实际运行下的自振特性,降低模态参数识别误差,在探究随机减量法对加 速度信号适用性问题的基础上,对传统时域ＩＴＤ法进行改进。用两自由度算例验证了本方法的可靠性 后,将其应用于水口电站混凝土重力坝的模态参数识别。从计算结果看,随机减量与时域ＩＴＤ法识别的 重力坝固有频率、阻尼比略大于功率谱峰值法,与有限元结果相近;因有限元几何模型、材料和边界条件 的影响,振型系数与有限元计算值偏差略大。上述分析表明,基于人工边界的有限元计算理论和模态参 数识别技术具有一定的合理性,但仍有待一步研究完善。     

基于ANSYS模拟的引水渡槽水利工程动力响应特征分析研究

针对苏北某引水渡槽水利工程开展地震动力响应特征分析,利用ANSYS有限元软件,建立三维有限元模型,分析渡槽结构自振特性与地震动力响应特征.结果表明:①研究了有无水工况下渡槽结构振型分布特征,分析了水流作用对渡槽振型特征影响较弱.②渡槽结构自振频率均与计算阶次呈正相关,但前10阶次自振频率增长幅度高于后10阶次,有水工况...     

密集频率群结构在振型分解反应谱法中的取舍

针对模态密集系统作模态截断时系统主模态数该取多少,采用振型参与质量的方法进行分析。并以某电站的动力响应为算例,判断振型参与质量与所取主模态数的关系。结果表明,电站的振型达到10阶后,振型参与质量系数达到90%,从而保证计算的准确性,对于密集频率群结构此种模态截断方法具有一定的指导意义。     

渡槽动力特性的有限元分析

渡槽是输送渠道水流跨越河渠、道路、山谷、谷口等的架空输水建筑物,在国内外发展历史悠久,是中国南水北调工程中的重要立体交叉工程。渡槽结构的动力特性分析是渡槽结构地震响应分析和抗震设计的基础。文章研究了矩形渡槽在无水情况下的自振频率、振型(干模态);在对干模态分析的基础上,考虑水体与结构的相互作用对渡槽动力特性的影响,采用附加质量原理来处理水体和渡槽槽壁的相互作用,建立水体-槽体的系统有限元模型,得出矩形渡槽在不同水深时的自振频率和主振型。结果表明:水体对渡槽的动力特性影响比较明显,自振频率随着水深的增大而减小,即质量越大,频率越低;水体对渡槽结构的主振型的形态没有影响,干、湿模态的振型相似。     

水平轴风力发电机组耦联体系模态分析

基于ANSYS平台建立了水平轴风力发电机的三维"一体化"耦联数值模型,研究风力发电机组塔架的频率和振型。比较了"一体化"耦联模型与"传统集中质量法"模型的计算差别,研究了地基与顶端机组质量对塔架模态的影响,探讨了塔架在工作时可能发生的共振情况。"一体化"耦联模型和"传统集中质量法"模型对应振型规律相似,但自振频率差值较大,耦联模型更加符合工程实际。     

撑卧式平板钢闸门自振特性研究

采用有限元分析软件ANSYS获取闸门的自振频率和振型模态特性,对撑卧式平板钢闸门流固耦合效应下的模态进行了计算,结果表明:流固耦合对闸门振动特性具有很大影响,并且支撑桁架结构尺寸和形式对流固耦合作用明显.