风致振动

摘要： 随着化工设备集约化,并排塔器因大幅横风向振动而发生破坏的现象时常发生,然而各塔器间的耦合机制复杂,少有报道。为了解决这一问题,本文应用弹性支撑的刚性截断模型模拟并排塔器的横风向振动,开展了风洞实验,深入分析了并排塔器的横风向激振特性;设计了一种微型翅片,通过调整尺寸参数达到了最佳减振效果。研究结果表明,并排塔器的横风向激振可按照间距比范围分为三种典型振动状态,即单钝体模式、剪切层再附着模式和共同脱涡模式。当间距比S/D<2时,上游塔器在较小的折合流速下即发生驰振,且与下游塔器存在能量转化,在工程中应予以避免。当微型翅片的厚度参数大于0.1D及长度参数大于0.9D时,微型翅片的减振效果最佳,可以防止尾流驰振,使并排塔器的横风向振幅减小78.63%~95.67%。

摘要： 伴随我国经济快速发展,火/核电厂大型冷却塔建设保持快速增长势头,呈现超高、超大的发展趋势。风荷载作用下的冷却塔塔筒壳体风致稳定和结构风振效应成为结构设计建造的关键控制因素。笔者从理论分析、试验模拟、数值计算、现场实测4个方面论述了冷却塔风致稳定和风振效应系列研究进展,阐明了基于环向均匀加载的冷却塔稳定验算公式难于适用复杂风压条件下壳体弹性稳定分析与评估,强调了基于现场实测建立超高雷诺数条件下动态绕流物理风洞试验模拟准则的必要性,推荐开展风致动力分析中冷却塔结构阻尼比实测工作。面向台风和龙卷风等特异风灾气候结构效应研究的现实需求,亟需开展特异风场作用下大型冷却塔壳体失稳和结构风振效应和机理的研究。

摘要： G312合六叶公路桥属于大跨径连续钢箱梁桥,其主跨跨径达到180m。为提高合六叶公路桥在服役期间的安全性与抗风致振动的稳定性,基于有限元模型与风振稳定性验算,对其风振特性进行研究,并提出采用TMD减震器以提高桥梁的风振稳定性。

摘要： 针对防风抑尘网结构设计的参数取值问题,以已建防风抑尘网工程为实例,采用风洞试验与规范规定相结合的方式,论述了散货堆场防风抑尘网的结构设计方法,集中分析了风荷载体形系数、风振系数等的取值方法。结果表明:防风抑尘网作为港口工程散货(煤炭、矿石)堆场的重要防风抑尘措施,具有受力明确、荷载传递路径清晰、施工便捷等特点。以《建筑结构荷载规范》的风荷载计算公式为基础,合理选取风振系数、体型系数等设计参数,能够保证结构的安全、稳定、经济、合理。

摘要： 为了解决风致振动能量采集器风向采集单一的问题,在圆柱涡激振动的基础上将翼型档板加在悬臂梁的另一端,翼型挡板感受方向带动圆柱体转动,实现随风向的改变而改变。翼型挡板还可以在风能的激励下发生颤振,提高悬臂梁的振动效率。运用Solidworks对风能采集装置的转动部件进行仿真,通过改变风速的大小分析转动部件不同位置在流体中所受压力和压强,保证装置在自然环境中正常工作。

摘要： 为获得高速列车下穿时的列车风和桥梁振动响应特性,以某独塔无背索钢箱梁斜拉桥为工程背景,采用CFD仿真获得钢箱梁不同部位的列车风荷载,并基于桥梁动力模型研究施工阶段和运营阶段的风致振动响应。结果表明:高速列车下穿时,钢箱梁翼缘板、腹板及底板的表面风压均表现出明显的“头波”“尾波”特性;随着车-桥间距和距轨道中心线距离的增加,风压极值逐渐衰减,底板和腹板处的衰减速率较翼缘板处更快;在距轨道中心线20 m处,梁体受到的升力、阻力及扭矩极值分别下降为轨道中心线处的28%,23%和11%;当车速为350 km/h、轨面距梁底为7.25 m时,合龙前梁端最大竖桥向位移为9.89 mm、最大竖桥向加速度为164.58 mm/s^(2),运营阶段跨中最大竖桥向位移为3.24 mm、最大竖桥向加速度为91.95 mm/s^(2)。

摘要： 该文简要阐述了风致振动的机理,从不同研究方法、主要研究方向等方面分析了斜拉桥风致振动的研究进展。最后对不同减振措施进行了分析和总结,以及研究方向的补充。

摘要： 龙门大桥的设计需考虑人非通行需求,通过对比横断面的人、非、车通行空间的布置,选定了双层桥梁作为总体设计方案,然后对下层慢行系统的设计方案进行有限元建模,对大桥整体振动特性的影响、人致振动舒适性、风致振动3个方面做了设计分析。分析结果表明,慢行系统对全桥动力特性影响较小,行人舒适度和风致振动验算满足规范要求,本桥慢行系统构造设计合理。

摘要： 针对具有离散自振频率的三自由度系统,提出一种修正的矩阵摄动解方法,推导了同时考虑惯性耦合及气动刚度的特征值实部修正解。该修正解表明,考虑惯性耦合后系统稳定性与多项气动力参数相关,稳定性判断较为复杂,但在一些常见条件下可得到简化的实用判断式。以某D形覆冰六分裂导线为例,通过与数值解的对比验证了该修正解的准确性。对该修正解的分析表明,附加质量主要通过重力刚度、惯性耦合的作用改变特征值实部数值,从而影响系统的舞动稳定性,且这两种作用均存在与气动力的耦合。最后,基于该修正解对输电线路常用的双摆防舞器进行分析,结果表明针对给定风攻角的双摆防舞器能够有效抑制舞动,但若风攻角及气动力条件发生变化,则可能失去防舞效果。该修正解提供了一种分析附加质量对舞动稳定性影响机理的方法,对输电线路防舞设计具有指导意义。

摘要： 悬挂式单轨轨道梁为开口薄壁箱梁,结构阻尼比小,极易发生风致振动,从而影响列车乘坐舒适性、结构耐久性及安全性,有必要研究悬挂式单轨轨道梁结构的风致振动特性及相应的减振控制措施。考虑风载荷的流体特征,运用计算流体力学(CFD)和有限元法(FEM),建立风载荷流体-轨道梁流固耦合模型并予以验证,分析风致振动引起的轨道梁动力响应,提出“X”形减振器的减振设计方案,研究其减振效果与弹簧刚度及阻尼器阻尼特性的相关性。结果表明:在11级侧风作用下,风载荷会在轨道梁附近产生涡流,导致梁体横向位移响应共振放大;“X”形减振器可有效抑制共振放大现象,当刚度为50 kN/m及阻尼为50 kN·s/m时,减振效果最优,可降低36.7%的轨道梁位移振幅,且可在0.2 s达到最大耗能效果。

摘要： 石油化工行业封闭式高耸结构,如乙烯提馏塔等化工塔,高度较高,而水平抗侧刚度较小,结构非常柔,易发生横风向涡激振动.现阶段用于减小高层/高耸结构的风效应的方法主要分为两类:阻尼控制与气动效应控制.阻尼器对高层建筑风振控制的理论分析和设计方法已比较完善,Yang和Samali等学者在这方面做了大量的研究.Chen等学者通过行波壁、旋涡生成器、螺旋线肋条等气动控制手段减小结构风致振动,取得了很好的效果.本文提出利用套环抑制化工塔风致振动的被动吹气控制方法.文中通过风洞试验验证了套环控制方法的有效性,并探究了套环布置间距对控制效果的影响.

摘要： 寒冷地区的屋盖结构会同时遭受风荷载和雪荷载作用.屋面上的积雪在风作用下会发生飘移现象,改变其在屋面上的分布形状.屋面积雪分布形状的改变可能会影响屋面风荷载的分布,也可能会影响结构的动力特性,进而影响结构风致振动.目前荷载规范中考虑了风对雪荷载的迁移作用,但并未考虑雪荷载对风致振动的影响.本文以一个双坡屋盖为研究对象,通过两组气弹模型试验对比研究了雪飘移对屋盖结构风致振动的影响，雪飘移影响下，屋盖结构在平稳来流作用下动力响应开始是一个非平稳过程，最终结构响应趋于稳定，雪飘移可显著增大结构风致响应，并使结构风致振动对风速变化更加敏感。这可能是由于雪飘移改变了来流作用，以及雪给了结构额外的激励。

摘要： 矩形和H形是钢桁架拱桥吊杆常用的两种截面形式,空气动力学性能较差,易发生有害的风致振动.开展吊杆抗风索的参数优化设计以及抗风索减振措施对矩形吊杆的适用性、可行性研究,对抗风索减振措施的工程设计与应用具有重要意义.选取有代表性的榕江特大桥矩形吊杆和佛山东平大桥H形吊杆,采用有限元分析分别研究了吊杆自振频率增量随抗风索的道数(等分点布置)、边界条件、安装位置以及根数等参数的变化规律,并据此建立了吊杆抗风索减振措施的设计流程与方法.分析表明:抗风索减振措施不仅适用于H形吊杆,对矩形吊杆也有较大的潜力;相对抗风索的道数、边界条件与安装位置,抗风索根数对矩形吊杆弱轴弯曲和H形吊杆弱轴弯曲、扭转基频影响更大.

摘要： 对于高耸结构,如高耸的建筑结构、输电塔架的弯曲和扭转振动,其相对于地面会发生较大幅度的振动.但由于此类结构在靠近地面处振幅小,振幅较大的位置远离地面,阻尼器很难对这类高耸结构的振动进行有效的控制,目前一般采用调频质量阻尼器(TMD)减振.为此,作者发明了一种复合阻尼索,可实现阻尼力长距离传送,利用阻尼器对高耸结构风致振动进行直接的减振控制,本文为此展开了试验研究，复合阻尼索通过主索、副索、复位弹簧和阻尼器的有效结合，减小了索的垂度对索弦向刚度的削弱效应，在较小的轴向应力状态下获取了超长索结构的最大弦向刚度。复合阻尼索结构简单，可在远距离的两点间安装，并利用结构的振动驱动阻尼器耗能减振，可实现将现有阻尼器对结构的减振技术直接推广于高耸结构的减振控制。

摘要： 本文以中国沿海地区某输电线路呼高30m的直线塔为研究对象,设计缩尺比为1∶30的气弹模型,通过风洞试验对不同风速下输电塔风致振动加速度和位移响应进行研究,分析其风振响应特征.将依靠气弹模型风洞试验得到的风振系数与国内现行规范计算结果进行对比,对载规范计算输电塔风振系数的不足之处做了总结.

摘要： 本文对利通广场实施了在台风影响下的楼顶风环境和风致加速度响应的实时同步测试.获取了台风影响时此超高层建筑顶部的湍流强度、阵风因子及脉动风速功率谱密度等风场特性.通过对风致加速度的分析,获取了其结构自振频率及其振型等相关动力特征,采用随机减量法求得结构第一振型阻尼比与振幅的非线性关系.另一方面,通过对此超高层建筑在环境激励条件下GPS楼顶位移的测试和分析,分析了GPS多路径效应的形成机制.通过GPS位移以及风致加速度获得的结构自振频率,与有限元分析结果进行对比分析,验证了两种测试方法识别实际结构的自振频率等动力特征的有效性.

摘要： 本文采用CFD数值模拟方法研究了行波壁流动控制方法对圆柱风致涡激振动的抑制作用.振动圆柱等效为两自由度弹性支撑的质量-弹簧-阻尼系统,详细分析了行波壁启动前后圆柱的横风向和顺风向位移、质心运动轨迹、升力和阻力系数等随折减风速的变化,并通过边界涡量流揭示行波壁流动控制方法的机理.研究结果表明：初始时刻和中途启动的行波壁均能够有效抑制圆柱的横风向和顺风向振动,横风向位移最大脉动值降低了98％以上,顺风向位移最大均值降低了71％和76％.

摘要： 针对框架与塔体之间增设线性黏滞阻尼器的侧部框架塔的抗振性能进行了研究.通过建立小试实验模型,测试了框架塔的模态参数,结合数值模拟研究了阻尼器不同布置形式、位置及参数对侧部框架塔的影响.研究结果表明:阻尼器在某一方向的减振效果仅与该方向的阻尼系数之和有关,而与数量无关;阻尼器安装位置越高、阻尼系数越大,减振效果越好.在达到相同减振效果时,安装阻尼器可使框架高度降低33％以上,减小了框架制造成本.本文的研究结果可为黏滞阻尼器在侧部框架塔中的应用提供参考和工程指导.

摘要： 针对框架与塔体之间增设线性黏滞阻尼器的侧部框架塔的抗振性能进行了研究.通过建立小试实验模型,测试了框架塔的模态参数,结合数值模拟研究了阻尼器不同布置形式、位置及参数对侧部框架塔的影响.研究结果表明:阻尼器在某一方向的减振效果仅与该方向的阻尼系数之和有关,而与数量无关;阻尼器安装位置越高、阻尼系数越大,减振效果越好.在达到相同减振效果时,安装阻尼器可使框架高度降低33％以上,减小了框架制造成本.本文的研究结果可为黏滞阻尼器在侧部框架塔中的应用提供参考和工程指导.

摘要： 针对框架与塔体之间增设线性黏滞阻尼器的侧部框架塔的抗振性能进行了研究.通过建立小试实验模型,测试了框架塔的模态参数,结合数值模拟研究了阻尼器不同布置形式、位置及参数对侧部框架塔的影响.研究结果表明:阻尼器在某一方向的减振效果仅与该方向的阻尼系数之和有关,而与数量无关;阻尼器安装位置越高、阻尼系数越大,减振效果越好.在达到相同减振效果时,安装阻尼器可使框架高度降低33％以上,减小了框架制造成本.本文的研究结果可为黏滞阻尼器在侧部框架塔中的应用提供参考和工程指导.

摘要： 本发明公开了一种风致涡激振动发电机的自动润滑装置，包括发电设备和润滑装置；发电设备包括捕能柱杆、固定安装面板、直线发电机、推杆、壳体、桅杆，所述桅杆上端与捕能柱杆连接，下端连接凸轮；推杆球和凸轮紧密接触；推杆上端和推杆球固定连接，下端和直线发电机固定连接；润滑装置包括油箱、风扇、移动块、抽油泵及旋转轴；风扇固定在旋转轴上，旋转轴侧面上设有轨道凹槽，移动块置于轨道凹槽内，移动块与抽油泵的导杆活塞连接；抽油泵的出油口连接的喷嘴对推杆球和凸轮接触处进行喷油。本发明实现了根据来流进行自适应润滑，减少了不必要的资源浪费，增加了润滑油的使用周期。

摘要： 本发明公开了一种风致涡激振动发电的试验装置，包括捕能系统、复位系统、能量传递系统、能量转化系统、测量系统；捕能系统用于捕获风能并转化为机械能；捕能系统下端通过能量传递系统连接到能量转化系统，机械能经能量传递系统传递至能量转化系统，能量转化系统将机械能转化为电能；所述复位系统与能量传递系统相连，用于对捕能系统复位；测量系统用于测量整个试验装置的试验参数。本发明提供的试验装置结构简单、工作稳定可靠，试验方法可有效测量风致涡激作用力大小及其变化频率，并且可研究风速、质量比、长径比、锥度比、捕能柱上端盖型式对捕能柱涡激振动特性和捕能效率的影响，具有非常重要的工程应用价值。

摘要： 本发明公开了一种求解不确定结构风致振动响应的组合深度学习方法，提出了一种将不确定结构区间法、卷积神经网络和双向长短期记忆网络相结合的算法，即ICBL，ICBL是一个由三个不同计算模块组成的代理模型，其中IM可以为CNN‑BiLSTM网络结构提供训练样本，卷积层用于随机参数特征提取，BiLSTM用于桥塔响应的时程的预测；将预测数据加入训练集，通过模型精度判断来扩大训练数据库，提高样本精度。本发明通过神经网络的训练建立风致桥塔振动的代理模型以达到缩短计算时间以及提高计算效率的目的。代理模型可以充分考虑结构的不确定性，依据训练样本建立准确的计算模型，因此简化了计算步骤，优化了算法。

摘要： 本发明公开一种基于结构化多孔表面主动吸气的钝体风致振动控制装置，可有效地抑制方柱形钝体结构的风致振动，护套在面向来流和背向来流的两侧表面为实心结构，在护套的横流两侧延其轴向为阵列结构排列的多孔结构，多孔结构内含有多个气流过渡孔，多个所述的气流过渡孔沿护套的径向以固定间隔呈放射状在横流向两侧的护套内部，并在所述的护套横流向两侧的外壁面贯通，在所述的护套内部延其轴向开有第一通气道与所有的气流过渡孔底部连通，第一通气道的端面作为本控制装置的出气端，用于防护的气流从护套横流向两侧的外壁面的气流过渡孔吸入，从所述的出气端排出。具有控制效率高，对方柱形钝体结构的风致振动具有明显的抑制作用的优点。

摘要： 本发明公开了一种耐张绝缘子串风致振动在线监测系统及方法，采集耐张绝缘子串的振动状态图像数据和环境数据，给处理模块进行信号处理，将处理后的数据存储于存储模块，并通过通信模块上传后台处理系统；后台处理系统读取振动状态图像数据和环境数据，对振动状态图像进行处理，并提取当前环境下的振动特征信息，包括振动频率和振动幅值；与当前环境下对应频率的临界振动幅值进行对比，以评估耐张绝缘子串的风致振动状态。本发明实现耐张绝缘子串振动状态的在线监测，解决了传统周期巡检的耗时长、人力成本高、可靠性低等问题，及时发现存在振动缺陷的耐张绝缘子串，保证高压输电线路的安全稳定运行。

摘要： 本发明公开了一种连体塔楼和多个调谐液体阻尼器的风致振动实现方法，包括以下步骤：S1、进行大气边界层流场模拟，通过风洞试验获取连体塔楼的风荷载时程；S2、建立连体塔楼的运动方程；S3、根据连体塔楼的动力特性计算每个TLD达到最优控制效果时的频率和阻尼比，设计TLD的尺寸和储水高度；S4、通过对比TLD数值模型的阻尼比和最优阻尼比的差别，确定内部阻尼构件的方案；S5、建立多个TLD同步振动的数值模型；S6、建立连体塔楼在TLD控制下的耦合运动方程；S7、根据耦合运动方程计算不同重现期风荷载作用下，连体塔楼与多个TLD系统的风致振动响应。本发明不再局限于计算单体塔楼和单个TLD的振动，而是可以计算连体多塔结构和多个TLD的耦合风致振动。

摘要： 本发明公开了一种结构风致振动时间序列信号非平稳段自动提取方法，包括：采用既定长度数据段区域最大值三次样条插值的方法计算振动时间序列信号的上包络线，使用高斯混合模型拟合上包络线数据的概率密度分布，将高斯混合模型中均值最小的一阶单高斯分布拟合参数定义为振动信号平稳数据的统计特征参数，并计算其累积分布函数在保证率逼近于1时的振动平稳数据临界值，从振动时间序列信号中截取上包络线数据连续大于临界值的对应时刻数据段，选取截取的数据段中长度大于预设长度且最大值大于预设值的数据段作为风致振动非平稳段的有效结果。本发明方法实现较少依赖相关从业人员专业知识的结构风致振动时间序列信号非平稳段自动化快速提取。

摘要： 本发明公开了一种基于风致振动非平稳响应的结构阻尼比识别方法，包括：提取风致振动的非平稳响应并做频谱分析，识别非平稳振动功率谱中能量最大的频率结果并采用其正负一定范围的带通滤波器对非平稳振动数据进行滤波，计算滤波后非平稳振动响应数据的上包络线，搜索上包络线的多个局部最大值并以最后一个局部最大值开始一定长度的上包络线确定最后一个下降段位置，计算滤波后非平稳振动最后一个下降段数据共轭频谱互谱密度的傅里叶逆变换，以此构造脉冲响应函数，采用欠阻尼单自由度系统指数衰减函数拟合归一化后的构造脉冲响应函数，拟合参数中的阻尼比拟合值即为识别结果。本发明方法实现标准化程度高、自动化潜力大的结构阻尼比在线智能识别。

摘要： 本申请公开了基于风致振动的压电能量俘获装置，以解决现有的低速压电能量俘获装置对环境风速适应性低的问题。本申请提供了基于风致振动的压电能量俘获装置，所述压电能量俘获装置包括第一翼型与第二翼型；以及连接件，第一翼型与第二翼型分别转动设置于连接件的两端，并分别与所述连接件形成夹角，本申请通过转动可以调整第一翼型以及第二翼型在所述连接件的夹角，进而调整第一翼型以及第二翼型的攻角，本申请通过设置攻角可调的双翼型钝体结构，实现装置的不同攻角对应不同的流致振动机理，进而适用于不同风速下的风能俘获和利用，也就是综合利用两种振动在低、高速下的振动的优势，即低风速下涡激振动，高风速下驰振，输出的综合性能得到提高。

摘要： 本发明公开了一种风致振动的压电‑摩擦电耦合能量收集装置。针对现有技术中风致振动能量收集器存在输出功率低、工作风速范围窄、能量转换形式单一的问题进行改进。本发明设置了双悬臂梁结构，并在长、短悬臂梁的表面均固定压电陶瓷；矩形钝体固定在悬臂梁自由端；与短悬臂梁固定的第一钝体中装有弹性滑块；长悬臂梁与第一钝体的相对面分别固定有摩擦材料以及导电金属层；双悬臂梁的固定端与支撑杆之兼用若干个跳簧固定位置；管套固定有风向袋，且与固定底座构成转动副。本收集装置可以自适应调节，始终平行风向，提高了风能利用率，提高振动频率，同时利用压电陶瓷和摩擦材料产生较高电势差，提高装置的能量输出功率。