| 抑制柱体结构涡激振动的非线性能量阱减振装置优化设计 |
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| 引用本文： | 陈东阳,顾超杰,朱卫军,李迺璐,杨俊伟,芮筱亭.抑制柱体结构涡激振动的非线性能量阱减振装置优化设计[J].工程力学,2020,37(9):240-247. |
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| 作者姓名： | 陈东阳 顾超杰 朱卫军 李迺璐 杨俊伟 芮筱亭 |
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| 作者单位： | 1.扬州大学电气与能源动力工程学院，江苏，扬州 225100 |
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| 基金项目： | 江苏省自然科学基金项目(BK20190871)；国家自然科学基金项目(11672261)；江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX19_2104) |
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| 摘 要： | 为了抑制柱体结构的涡激振动(Vortex induced vibration, VIV)问题,该文基于Van der Pol尾流振子模型、结构动力学理论和优化算法,建立了非线性能量阱(Nonlinear energy sink, NES)减振装置优化设计仿真模型。采用Van der Pol尾流振子模型,将其与二维弹性支撑柱体结构动力学方程结合,建立二维弹性支撑柱体单自由度涡激振动预报模型,并与文献实验数据对比,验证了模型的准确性;在模型中嵌入NES控制模型,完成NES作用下的单自由度柱体VIV预测模型,并将其与优化算法相结合,通过优化算法改变非线性能量阱的参数,设计出对柱体涡激振动抑制效果满足设计要求的非线性能量阱;通过仿真分析优化后的NES结构参数对柱体涡激振动的抑制效果和机理。案例优化结果表明,在Ur=5.5时,NES作用下的柱体振幅减小了66.39%,减振效果明显。同时,该文采用优化方法获得的NES结构参数符合实际生产要求,确保了实物生产设计的可能性。
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| 关 键 词： | 涡激振动 非线性能量阱 Van der Pol尾流振子模型 遗传算法 优化设计 |
| 收稿时间： | 2019-10-19 |
AN OPTIMUM DESIGN OF NONLINEAR ENERGY SINK VIBRATION ABSORBING DEVICE FOR SUPPRESSING VORTEX-INDUCED VIBRATION OF CYLINDRICAL STRUCTURES |
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| Affiliation: | 1.College of Electrical, Energy and Power Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225100, China2.Institute of Launch Dynamics, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China |
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