结构动力学.ppt

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1、结构动力学结构动力学主要内容主要内容一、研究背景一、研究背景二、涡激振动二、涡激振动三、涡激振动的抑制方法措施三、涡激振动的抑制方法措施四、涡激振动的应用四、涡激振动的应用一、研究背景 开发海洋已经形成了多产业组成的海洋经济体系，海洋资源的进一步发现、开发和利用，对于我国的长期可持续发展，具有越来越重要的战略意义。国家海岸线深海平台海上风力发电机一、研究背景 涡激振动一直以来是海上风电机结构疲劳破坏的一个主要因素,也是长期以来海洋工程中颇具挑战性的问题之一。随着水深的增加,结构的涡激振动问题变得更加严峻.严重的可导致风力机失稳、倒塌，造成重大损失。二、涡激振动1 1、定义、定义涡激振动涡激振动

2、(Vortex-Induced Vibration:VIV)(Vortex-Induced Vibration:VIV)对于海洋工程上普遍采用的圆柱形断面结构物，这种交替发放的泻涡又会在柱体上生成顺流向及横流向周期性变化的脉动压力。如果此时柱体是弹性支撑的，或者柔性管体允许发生弹性变形，那么脉动流体力将引发柱体(管体)的周期性振动，这种规律性的柱状体振动反过来又会改变其尾流的泻涡发放形态。这种流体-结构物相互作用的问题被称作“涡激振动”二、涡激振动2 2、描述涡激振动的参数、描述涡激振动的参数描述涡激振动参数主要有：雷诺数、约化速度、漩涡脱落频率、质量比和长细比。（1）雷诺数Re (Reyno

3、lds number)三、科研情况介绍雷诺数Re与旋涡脱落的关系二、涡激振动旋涡释放示意图3 3、涡激振动诱发机理、涡激振动诱发机理二、涡激振动 李白诗句“抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁”。水为什么会水为什么会“更更”流？流？4 4、涡街、共振、锁振、涡街、共振、锁振三、涡激振动的抑制 一般可采取两方面措施：一是对于构件进行刚性加固，或者增大尺度提高其刚度，改变构件的自振频率，避免它与漩涡发放频率相接近；二是改变构件后的尾流场，破坏尾流场漩涡的规律性泄放。分为主动控制和被动控制。主动控制措施指以某种方式改变立管原流场流动特性，减少或破坏立管漩涡脱落，从而起到抑制效果。常见的措施有：抽吸或喷射流

4、体、敲击柱体表面、圆柱体的旋转和动波壁法等。被动控制措施指改变立管剖面线型或是添加改变结构表面流动附属物，影响旋涡的形成和发展。被动控制方法主要从以下三个理论入手研究：(a)使曲面物体表面崛起，如螺纹、侧片、螺栓和半球面等，影响剪切层分离；(b)利用附属结构如穿孔、丝网、控制杆和轴向板条等包围曲面物体周围流场，影响卷吸层；(c)(i)近尾流稳定器，如飘带、整流罩、分隔板等，阻止卷吸层的相互作用三、涡激振动的抑制常见的抑制装置其中减振器、分隔板、控制杆和螺旋列板是抑振效率较高的四种涡激振动抑制装置，减振器和螺旋列板工程上较常用的。五、涡激振动的应用传统风力发电机无扇叶风力发电机五、涡激振动的应用塔科马海峡吊桥是位于美国华盛顿州塔科马的两条悬索桥。第一座塔科马海峡大桥，绰号舞动的格蒂，于1940年7月1日通车，四个月后戏剧性地被微风摧毁。五、涡激振动的应用谢谢大家！