附加质量

摘要： 水下滑翔机在流体中变速运动会带动周围流体一起做变速运动,这一部分流体的质量称为水下滑翔机的附加质量.附加质量对水下滑翔机的动力学行为具有重要影响.本文提出了一种水下滑翔机附加质量求解方法,即利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对水下滑翔机在静止的无黏流体中低速、小振幅周期运动进行数值模拟,进而求得附加质量.使用商用CFD软件STAR-CCM+计算了海燕-L水下滑翔机的附加质量,与基于势流理论的H-S面元法计算结果相差5％以内;与水下滑翔机模型水池试验结果相比,除垂直于水下滑翔机机翼方向的附加质量λ22以外,其他附加质量的相对误差在6％以内,优于常规的平面运动机构试验的CFD数值模拟等其他求解方法.该方法只需要建模一次,在同一个流体域中模拟水下滑翔机的4种运动方式,监控其所受水动力和力矩,即可得到水下滑翔机的附加质量,极大提高了附加质量求解效率.同时,该方法能适用于任意尺寸、形状的水下滑翔机,对不同型号水下滑翔机水动力外形设计、动力学建模都具有较大的参考价值.

摘要： 直升机桨叶模态试验是探究直升机桨叶设计制造分散性的重要检验手段,而试验结果的准确性对后续的桨叶生产定型具有关键意义。在进行直升机桨叶模态试验时,分别布置不同数量、同一规格的拾振传感器进行对比试验,来研究传感器附加质量对直升机桨叶模态试验的影响。对试验结果进行分析发现,在试验过程中由不同数量的传感器所带来附加质量对试验结果具有显著的影响,并且桨叶振动的模态越高,试验结果所受影响越大。

摘要： 为了研究高精度航天器微振动试验中模拟自由边界附加质量对卫星动力学特性的影响,建立考虑附加质量的卫星地面微振动试验模拟自由边界理论模型,与卫星结构动力学模型仿真结合,分析附加质量对卫星模态频率和频率响应的影响规律。在此基础上,以施加不同附加质量的卫星结构模拟试验件为实验对象,测试验证了附加质量对卫星结构动力学特性的影响。结果表明,附加质量对结构模态频率和频率响应产生明显影响,附加质量越大,对卫星动力学特性影响越大,且对频率响应峰值的影响更加突出。据此,提出附加质量应控制在卫星总质量的5%以内,以避免其在地面微振动试验中给卫星的动力学特性及微振动响应带来严重影响。

摘要： 为研究拱形气肋结构的模态特征和外部流场附加质量,基于流固耦合势流理论,建立薄膜充气管流固耦合模态有限元模型,以充气管和内充气体共同作用理论模型对薄膜充气管进行干模态分析,并考虑外部空气三者共同作用理论模型对薄膜充气管进行湿模态分析,根据ETFE充气管试验结果对有限元模拟方法进行验证。对拱形气肋结构进行干模态、湿模态参数分析,考虑拱形气肋结构的跨度、直径、充气内压、矢跨比对模态的影响。结果表明:随着气肋跨度和矢跨比的增加,模态频率随之减小;随着气肋直径和充气内压的增加,模态频率随之增加。在模态分析的基础上,进一步分析得到拱形气肋结构前五阶模态附加质量,并提出前五阶模态附加质量的简化公式。

摘要： 风机振动能量主要集中于一阶、二阶频率,只有保证基础固有频率高于风机才能避免因基础刚度不足导致的结构共振甚至坍塌。因此,低阶固有频率更应该得到重视。以某6 MW海上风机近海多桩式平台为分析对象,根据流固耦合理论建立Abaqus仿真分析模型,对近海多桩式平台的动力响应及结构振动特征进行分析。结果表明,近海多桩式平台的基础固有频率明显高于风机,风机-基础耦合系统的整体固有频率主要受风机子系统影响,虽然海水会导致风机-基础耦合系统整体固有频率降低,但影响有限。最后提出一种基于Ansys软件的采用板梁单元的简化建模方法,分析结果与复杂的Abaqus流固耦合模型前2阶固有频率吻合度良好,且简化方法的建模工作量小,因此,其对于快速分析近海多桩式风机平台低阶固有频率有重要工程意义。

摘要： 大型柔性飞艇是临近空间“长驻空”重要平台,具有重要的国防及民用价值,是近年来浮空器结构工程领域研究的热点之一。主气囊是柔性飞艇核心结构部件,为了研究大型柔性飞艇主气囊周边流场对其模态性能的影响,将柔性飞艇主气囊内、外气体视为不可压缩流体,将空气随囊体振动的影响作为附加质量添加到囊体结构中,采用基于势流理论的附加质量计算方法完成主气囊在5种不同内压下的干、湿模态分析;通过模态试验测得该主气囊内压在2、4、6、8和10 kPa下的前三阶振型及频率。结果表明:干、湿模态的前3阶频率均随内压的增加而增大;同种内压下,计入囊体周围空气的附加质量后,主气囊的湿模态频率降低。

摘要： 在临近空间飞行的飞艇体积庞大以保持自身浮力克服重力,排挤的大量空气在黏性效应下对飞艇的反作用力可形成附加在飞艇表面的附加质量或者附加力矩,在工程上通常忽略或简单估算,显著影响大型飞艇的飞行稳定性。该文基于数值模拟和飞行仿真的手段,考察了附加质量和力矩对于大型飞艇气动性能和操纵性的影响。针对倒Y型尾翼布局的大型飞艇,采用六自由度非定常匀加速和重叠网格的CFD技术,得到了飞艇平动和转动的附加质量和力矩;基于计算结果,分析了布局形式对于沿y轴、z轴平动的附加质量、转动的附加力矩的影响差异;通过飞行动力学仿真手段,考察了附加质量和力矩对于飞艇开环控制的响应影响。CFD计算结果表明,布局形式使得飞艇沿y轴和z轴平动的附加质量、绕y轴和z轴转动的附加惯性矩近似相等;飞行仿真结果表明,考虑附加质量和力矩情况,飞艇对于开环控制的响应速度更慢,由此引起的响应迟滞可降低操控性,不可忽略。

摘要： 以16 m跨径空心板单梁为研究对象,研究基于附加质量块的质量归一化方法和模态柔度法测试预测桥梁模态挠度的准确性和工程可行性。基于环境激励测试16 m单梁在施加质量块前后的模态参数,提出包含相对频率改变平方项的振型质量归一化计算方法,预测单梁在多级竖向静力荷载作用下的模态挠度,将模态挠度与实测静挠度进行比较,研究8种附加质量工况下单梁模态挠度的测试预测精度,分析附加质量占比以及质量块的数量对预测精度的影响,分析传感器数量对模态挠度预测精度的影响。结果表明,在环境激励下,5个传感器与8个传感器模态挠度预测精度基本一致,满足工程精度要求;基于附加质量块预测的模态挠度可代替实测弹性静挠度,进而评估桥梁的实际刚度状态;附加质量块质量占梁体总质量约10%时,模态挠度的预测相对误差小于8%,预测精度较高。在实际工程应用中,可适用于其他跨径桥梁;在附加质量块占比相同的情况下,多个小质量快的模态挠度预测精度优于大质量块;仅利用单梁前两阶竖向模态即可获得较精确的模态挠度。

摘要： 为了提高拱桥吊杆索力测试的精度,对振动频率法进行优化。基于Euler-Bernoulli梁理论建立附加质量后吊杆的振动微分方程,并利用振型分析法求解。通过引入简支梁的振型函数,求得吊杆的有效索长。在两端铰支边界条件下,导出使用前两阶频率且无抗弯刚度项的索力计算式,将有效索长代入得到吊杆索力值。运用数值模拟验证,并与规范公式进行对比分析,同时给出了该方法的适用条件。结果表明,本文公式考虑了边界条件和刚度参数对索力测试值的影响,可用于不同的索长、索力、边界及不同截面时的索力测试,且误差在3%以内,对于实际边界下的短吊杆索力测试误差小于2%,具有较高精度和工程意义。

摘要： 本文基于势流理论和波浪的辐射/绕射理论,以3600t起重船作为研究对象,利用水动力分析软件Aqwa研究了波浪载荷对起重船的频域响应特性,计算了不同海底深度下起重船作业时的附加质量和辐射阻尼,以及当遭遇横向海流载荷危险工况时,不同航速对起重船动态响应的影响。结果表明:在低频区域内,起重船的附加质量和辐射阻尼随着水深的增大而减小,而高频区域内几乎不受海水深度的影响。当起重船遭受横向波浪冲击时,航速也对其本身的动态稳定性略有影响,且频率介于0.75~1.0 rad/s之间处于危险作业范围,通过上述动态响应等分析,为起重船作业时的波浪载荷预报提供可靠的理论依据。

摘要： LNG泵塔若设计不当,在船舶主机或螺旋桨激振作用下会发生共振.目前的相关规范中,缺少对LNG泵塔自由振动分析时泵塔附加质量计算方法的详细说明.本文基于有限元方法,研究了泵塔固有频率对附加质量的敏感性.结果表明,管道和撑杆的附加质量对一阶横向和一阶纵向模态固有频率有一定的影响,且随装载状态升高而影响增大.基座和泵机的附加质量对一阶横向和一阶纵向模态固有频率基本没有影响,其主要影响扭转模态.最后基于理论分析,给出了LNG泵塔自由振动分析中附加质量的取值建议.

摘要： 为研究分析半滑行航态下(1.0＜Fr▽＜3.0)三体船侧体布局对附加质量和船舶操纵性能的影响,以wigley船为母型船建立不同侧体布局的三体船模型,考虑半滑行状态下升沉、纵摇变化,基于三维势流理论采用面元法数值计算三体船六自由度附加质量水动力系数.研究结果表明:升沉、纵摇导致的湿表面和排水体积变化对三体船水平面上操纵性相关的纵荡、横荡和艏摇附加质量影响较大,较正浮状态下平均增幅分别为41.37％、21.74％及21.49％.侧体纵向布局一定的情况下,横向布局对附加质量影响相对较小;横向布局一定的情况下,侧体位于船体后方具有相对较大的艏摇附加质量,有利于船舶航向的稳定性;侧体布置船舯部具有相对较小的艏摇附加质量,有利于船舶转艏性能;侧体布置在船前部,船体艏摇附加质量和船舶转艏性能处于前两者侧体布置的性能之间.

摘要： 水中结构的附加质量与结构的排水量是在同一量级,所以附加质量对水中结构动力特性的影响不能忽略.对于三维结构,目前有三维有限元方法及一些简化方法,可以考虑附加质量与结构耦合的影响.三维有限元方法需要建立庞大的水域模型,计算工作量较大.简化的分析方法主要是以附加质量面密度的方式,将流体附加质量施加于结构上,来考虑流体对结构的影响,但简化方法可能会对结果产生影响.为研究上述不同方法对水中结构动力特性分析的影响,对不同附加质量计算方法对水中结构三维振动计算的影响进行了分析研究.理论分析和算例都表明,将附加质量等效为面密度的简化方法存在尺度效应,导致计算结果不准确,同时简化方法不能体现流体对三维结构振型的影响.本文采用三维附加质量矩阵的方法,可以较好地反映流体对三维水中结构动力特性尤其是振型的影响,是除三维有限元方法外能够有效分析水中结构动力特性的一种方法.

摘要： 本文以计算流体力学(CFD)理论为基础,给出了一种计算传热管束附加质量的方法.首先建立了单根圆形截面传热管在静水中作简谐振动的计算模型,并与势流理论结果进行了比较,验证了方法的有效性.然后计算了三角形排列管阵结构的附加质量系数.研究表明,文中的方法能准确给出管束结构在流体中的附加质量,该结果可用于分析管束结构的流致振动问题.

摘要： 基于计算流体动力学软件CFX,研究了流体中物体附加质量的计算方法.首先分别基于相对运动原理和动网格技术,得出了无限流体域中圆球和圆柱的附加质量,并与理论解进行了对比.对有限域内的情况,则利用动网格技术,研究了圆球和圆柱在不同(直)径圆管中作轴向运动时的附加质量,并以圆管/圆球(圆柱)半径比为参数,得出了圆管内物体附加质量系数的变化规律.

摘要： 通过引入气动声学和拟静态理论,推导了均匀来流中小振幅振动的开敞式单向张拉膜结构附加气动力参数附加质量和气动阻尼的解析表达式,并通过气弹模型试验验证了解析公式的有效性.

摘要： 码头前系泊的船舶，通常一侧是码头岸壁，另一侧是比较宽敞的水域。对于码头前的系泊船，有时会由于外海传来的涌浪或附近船舶航行兴起的波浪，而产生大幅度的运动，严重时会影响装卸作业，甚至发生断缆事故，而且船舶运动中对码头设施的碰撞将影响结构强度和码头的稳定性，因此研究船体出现大幅运动的原因十分必要。对于该问题，一般简化为波浪与全反射直墙前漂浮结构相互作用的数学模型来进行分析。本文利用边界元方法对直墙前二维方箱在有限水深情况下的低频水动力特性做了研究.通过数值计算,研究了吃水深度、与直墙间距离、水深等参数对直墙前二维方箱低频区附加质量和辐射阻尼的影响.计算结果表明,在低频区,直墙前二维方箱横荡方向的附加质量随着间距的增大趋于一定值;垂荡方向的附加质量随方箱与直墙间距的增大由正值变为负值,且随着水深的增大,垂荡方向的附加质量随之增大,但横荡方向的附加质量几乎无变化;在频率为零时方箱的辐射阻尼,趋于一定值,与方箱的吃水深度、方箱与直墙的间距无关,但与水深的平方根成反比.

摘要： 本文首先提出了基于物体摇荡运动的数值实验确定附加质量的方法.根据傅里叶分析,给出了物体受到的附加质量力的分离方法和附加质量的计算方法,水动力数据是应用CFD软件模拟物体周期摇荡运动的流场得到的.通过无空泡圆球、椭球的附加质量算例,对于本文方法进行了验证.在此基础上,研究了带自然空泡航行体的附加质量.在上述研究方法的基础上,提出了基于运动状态突变流场模拟的附加质量和旋转导数计算方法.

摘要： 由于工程实际中结构水下振动声辐射试验较难开展,本文提出了一种由结构空气中模态参数预报水下声振响应的估算方法.首先,采用边界元理论及辐射阻抗的定义将流体对结构作用表示为附加质量和附加阻尼的形式;然后,采用数值软件SYSNOISE计算结构水中附加质量和附加阻尼;最后,基于模态叠加法结合空气中模态参数实现结构水下声振响应估算.针对平板和圆柱壳,采用本文方法对其水下声振响应进行估算,结果表明:本文估算的响应曲线与数值结果吻合良好,均方振速和辐射声功率曲线前三个峰值误差均在5dB以内.

摘要： 本文采用三维波浪绕射辐射程序对一种做垂荡运动的波浪能泵装置在有无负载作用下的运行特性进行了数值分析,得到了在相同浮体水平截面面积情况下采集浮体长宽比和吃水深度对波浪能泵采集浮体的垂向波浪激励力、振幅响应算子、附加质量、附加阻尼和波浪能转换效率的影响规律,并研究了活塞泵半径对波浪能泵装置的最优负载压强和转换效率的影响,以效率最优原则确定了满足我国南海海域典型波浪条件和海水淡化所需压强的最优装置尺寸,此时该波浪能泵转换效率为27.34％。

摘要： 一种附加制造装置，其通过对加工头(3)进行控制而进行附加加工，该加工头(3)设置有：线材供给嘴(31)，其向母材的表面的加工区域供给线材；光束源，其能够向线材的前端照射出光束；以及气体喷嘴(33)，其在与线材供给嘴(31)之间隔着光束源而配置，向加工区域喷出气体，在附加制造装置中具有加工条件选择部，该加工条件选择部求出在沿照射出光束的方向观察时线材被供给的方向和加工头(3)的行进方向所成的角度，基于角度对附加加工的加工条件进行选择。

摘要： 组装装置应用在自动化领域，通常构成可编程逻辑控制器(PLC)与待控制系统或系统组件之间的接口。这种组装装置通常具有大量用于附加模块的电气接口，其中，附加模块通过控制线与PLC、其他组装装置或系统组件相连。本发明的目的是提供一种用于组装装置的电气附加模块、一种所述附加模块与所述组装装置的组合以及一种具有不同附加模块的附加模块组，借此可简化附加模块在组装装置中的安装和拆卸。为此，本发明提出一种电气附加模块(3)，所述电气附加模块具有用于将所述附加模块(3)安装在组装装置(1)上的装置接口(6)，其中，所述组装装置(1)具有阶梯形容置几何结构，所述容置几何结构具有至少两个梯级(2a、2b)，所述至少两个梯级上分别布置有用于容置相对的电接触装置的电接触装置，所述装置接口(6)具有与所述至少两个梯级互补的梯级段(5a、5b)，所述梯级段上分别布置有一个用于接触相应的接触装置的相对的电接触装置(4)，其中，当所述附加模块(3)处于未组装状态时，所述至少两个梯级段(2a、2b)彼此刚性相连。

摘要： 在通过启动第一软件而执行显示第一信息显示窗口的第一显示处理的计算机中实现处理功能，其中，第一信息显示窗口能够显示文件，上述处理功能为：通过启动第二软件而执行在第一信息显示窗口的至少一部分上叠加显示能够输入附加信息的第二信息显示窗口的第二显示处理，并执行在接收了用户向第二信息显示窗口输入的附加信息的情况下将附加信息显示于第二信息显示窗口的第三显示处理。

摘要： 一种附加制造装置，其通过对加工头(3)进行控制而进行附加加工，该加工头(3)设置有：线材供给嘴(31)，其向母材的表面的加工区域供给线材；光束源，其能够向线材的前端照射出光束；以及气体喷嘴(33)，其在与线材供给嘴(31)之间隔着光束源而配置，向加工区域喷出气体，在附加制造装置中具有加工条件选择部，该加工条件选择部求出在沿照射出光束的方向观察时线材被供给的方向和加工头(3)的行进方向所成的角度，基于角度对附加加工的加工条件进行选择。

摘要： 本发明涉及一种用于将附加质量流导入主质量流中的装置(1)，其中主质量流沿着转动轴线流动，其中输入管路和转动轴线彼此倾斜地构成。

摘要： 一种乏燃料贮存格架附加质量和附加阻尼计算方法，包括如下步骤：给出模型参数、假设和近似；建立流体方程；给出边界条件；给出格架模型渗透率；利用傅里叶谱方法计算速度场和水动力载荷；结果分析，给出附加质量和附加阻尼。根据本发明提供的一种乏燃料贮存格架附加质量和附加阻尼计算方法，可以计算出流体浸没的多孔介质的附加质量和附加阻尼，并给出速度场和水动力载荷场，计算结果比已有的计算方法更加准确，和已有的试验和模拟方法相比，计算过程更加经济，可以为工程设计提供支持和依据。

摘要： 本发明提供一种基于神经网络的船舶附加质量和附加惯性矩确定方法，首先利用不同方法求取出同一测试船舶的附加质量，确定其参数区间和实验组数；再建立测试船舶的运动模型并得到目标函数和约束条件；然后在MATLAB中搭建测试船舶动力定位系统的仿真模型，根据确定的权重矩阵的组数进行测试，并得到最优参数方案；重复前述过程计算出多艘不同船型船舶的最优参数方案作为神经网络的训练样本，利用得到的基本概率分配即可计算出任意船舶的附加质量和附加惯性矩。本发明具备自学习能力，通用性和概括性更好，可满足不同类型船舶确定附加质量的需要。

摘要： 本发明涉及一种具有初级侧(2)和次级侧(3)的双质量飞轮(1)，所述初级侧和次级侧能够围绕共同的旋转轴线(R)抵抗弧形弹簧(4)的复位力矩相对于彼此扭转，其中在次级侧(3)上设置有质量环(27)，在所述双质量飞轮中，附加质量无需穿通孔就能够可松开地安装在初级飞轮盘中，其方式为：质量环(27)包括至少局部环绕的内直径，所述质量环径向地在容纳机构(26)的至少局部环绕的外直径处固定并且轴向地通过卡环(31)固定。

摘要： 本发明涉及一种用于将附加质量流导入主质量流中的装置(1)，其中主质量流沿着转动轴线流动，其中输入管路和转动轴线彼此倾斜地构成。

摘要： 本发明公开一种无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构，包括上钢筋混凝土楼盖、钢筋混凝土柱和下钢筋混凝土楼盖，钢筋混凝土柱的顶端与上钢筋混凝土楼盖固连，钢筋混凝土柱的底端与下钢筋混凝土楼盖固连；钢筋混凝土的顶部和底部分别固设有减震单元；减震单元包括固定套接在钢筋混凝土上的钢板桶，若干个沿钢板桶的周向布置的软钢阻尼器，软钢阻尼器中竖直设置的软钢板一端与钢板桶连接、另一端与T形连接板连接，T形连接板的另一端与上钢筋混凝土楼盖中的锚固梁或下钢筋混凝土楼盖中的锚固梁连接。本发明无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构的结构简单、成本低，减震效果好且能够迅速恢复性能。