驰振

摘要： 为提高钢-混叠合窄梁的抗风性能,以山区大跨窄梁悬索桥——紫坪铺特大桥为背景,采用节段模型风洞试验对其加劲梁气动稳定性及其抑振措施进行研究。风洞试验观察到加劲梁原始断面在负攻角下会发生驰振发散,基于此,采用节段模型动力试验对比了调整检修道位置、调整防撞护栏透风率、设置下稳定板、设置水平导流板等气动措施的驰振抑振效果,并进一步通过节段模型静力试验进行检验。结果表明:检修道置于梁底的驰振抑振效果略好于置于桥面边缘;不同程度封闭防撞护栏或采用下稳定板反而会使结构的气动性能劣化;采用增设水平导流板及下移检修道的组合气动优化措施可大幅提高驰振临界风速,明显改善气动性能。

摘要： 采用钢管-钢管混凝土复合桥塔可减轻桥塔自重,设计出更轻盈多样的结构造型,为分析桥塔抗风自立状态的抗风性能,采用MIDAS软件对该桥塔进行了抗风性能数值分析,并制作1∶100的缩尺气弹模型进行风洞试验,研究桥塔的涡振、驰振和抖振响应。结果表明:在该桥塔自立状态风洞试验中未发现明显的涡振和驰振现象,紊流场中桥塔抖振响应也很小,无须设置永久性减振措施。

摘要： 针对亮化灯具引起的斜拉索振动问题,以某安装椭圆形灯具和矩形线盒的斜拉索为工程背景,研究了驰振特性及增加结构阻尼对驰振的抑制效果.首先,进行了节段模型测力风洞试验,测量了安装灯具斜拉索的三分力系数,通过驰振力系数初步预测了发生驰振的风攻角范围;然后,分别进行了二维和三维节段模型测振风洞试验,测量了安装灯具斜拉索风振响应随风攻角、风速等的变化规律,探讨了阻尼比对提高驰振临界风速的影响规律.结果表明:安装椭圆形灯具和矩形线盒的斜拉索的平均阻力和升力系数最大分别可达1.8和1.5,静风荷载比未安装灯具时可增大83%;局部凸起的点光源对安装灯具斜拉索的气动力影响很小;二维斜拉索的最不利风攻角为8°,驰振力系数低至-7.9,阻尼比为0.1%时驰振临界风速为21.8 m/s;三维斜拉索的起振风偏角范围为40°~56°、186°~196°,面内和面外都有较大振动;阻尼比为0.1%时起振风速低至4.7 m/s;起振后,随风速的增大,振幅线性增加,折减风速达到77时,无量纲位移可达到2D(D为斜拉索直径);增大阻尼在相同风速下可降低振动的幅度;阻尼比小于0.8%时,增加阻尼对驰振临界风速的提高作用有限;当阻尼比增大到1.0%时,能够有效抑制安装椭圆形灯具和矩形线盒的斜拉索驰振.

摘要： 随着桥梁跨径的增大,桥梁索结构的长细比越来越大、频率越来越低,出现了一些新的风致振动问题,如悬索桥吊索风致振动、斜拉索高阶涡激共振、安装亮化灯具的桥梁索结构驰振等.针对这些新挑战,采用现场观测、风洞试验和理论分析等手段,研究人员进行了系统的机理研究,并提出了一些有效的振动控制措施.结果表明:悬索桥吊索风致振动的机理复杂,在斜拉索上积累的振动控制经验难以直接应用,安装刚性分隔架是抑制索股相对振动的有效手段;已在多座大跨径斜拉桥上观测到斜拉索高阶涡激共振,增加了斜拉索振动控制的难度,采用双阻尼器是可同时控制斜拉索高阶涡激共振和低阶风雨激振的有效方案;在桥梁索结构上安装亮化灯具极易引发驰振,增加阻尼器和优化灯具气动外形是避免该类振动的有效措施.

摘要： 为了提高压电能量采集器的输出功率,提出一种用于悬臂梁式压电能量采集器收集能量的V形截面的钝体,建立该能量采集器的分布参数模型,并通过实验验证了模型的准确性。分析了流速、外部负载及钝体质量和高度对能量采集器起振速度和输出功率的影响。结果表明:能量采集器的输出功率随流速增大而增大;存在最佳负载、最佳钝体高度和钝体质量使能量采集器功率最大化。实验中,能量采集器最大功率达到0.6899 MW,通过比较表明V形钝体具有更好的能量采集性能。

摘要： 为了提高驰振压电风能采集器的性能,提出具有气动性能改进可能性的曲面阻流体设计,并进一步通过翼翅和附加端盖改进曲面阻流体的气动性能。通过FLUENT仿真和实验研究揭示了翼翅和附加端盖对曲面阻流体气动性能的影响规律。仿真与实验结果表明,翼翅和附加端盖曲面能够显著提高驰振压电风能采集器的气动与俘能性能,有效拓宽了其工作风速范围。

摘要： 流致振动是典型的流固耦合现象,其引起的周期性作用力会使结构发生疲劳损坏从而引发安全性问题,故在工程中备受关注.近年来,随着振动俘能技术的发展以及微电子、无线网络和微机电系统等低能耗产品的发展应用,基于流致振动的俘能技术受到了广泛关注,然而流致振动研究方面仍存在较多问题亟待解决.本文对目前现有的流致振动俘能技术的发展现状进行了综述,讨论了几种提高流致振动俘能装置效率的措施.最后,总结了流致振动俘能领域目前存在的问题和挑战,提出了对未来流致振动能量收集发展的展望.

摘要： 针对流致振动能量转换系统中硬驰振分支能量利用受限问题,提出一种新型圆-三角-附板组合截面振子。改装现有流致振动能量转换装置,引入扭矩传感器获取流体力,进行不同励磁电压下的流致振动与发电试验,评估振幅、频率、升力、功率和效率等参数。该研究旨在为提高流致振动能量转换系统的实际发电潜能和扩大其适用范围提供新思路。结果表明:在涡激振动区间,随着流速增大,圆-三角-附板振子可捕获更多的流体能量;随着阻尼增大,圆-三角-附板振子振动响应由软驰振模式过渡到硬驰振模式;圆-三角-附板振子的最佳能量转换分支为驰振分支,其最大振幅比为2.43,对应励磁电压为3 V,折合流速为12.38;最优发电功率为24.72 W,效率为25.46%,对应励磁电压为99 V,折合流速为12.38,与三棱柱振子相比,其可一定程度提高能量转换能力。

摘要： 为揭示半潜式平台涡激运动的影响机理,采用剪切应力输运SST k-ω湍流模型数值模拟了方形四立柱半潜式平台在均匀流作用下的涡激运动特性。分析了平台在0°、15°、30°和45°流向角时的横荡、纵荡和艏摇运动响应,以及流向角对运动幅值和涡激力的影响。研究表明:流向角对运动幅值和涡激力均有较大影响。大多数流向角下,横荡幅值大于纵荡,但仍处于一个数量级,纵荡不可忽略;在系泊刚度系数较小时,艏摇最高可达25°以上,同样不可忽略;此外,还发现与圆柱结构涡激运动不同,方形四立柱平台往往呈现出涡激运动和驰振相结合的特点,这可能与流向角及结构特征有关。在不同流向角下,升力系数和艏摇力矩系数主频率比始终保持为1:1,可以推断艏摇由横荡主导。

摘要： 为分析山区高墩大跨桥梁的风致响应规律,以某山区高墩大跨桥梁为例,采用专业CFD软件Fluent对其进行数值模拟分析,在计算其结构静力三分力系数的基础上,以桥梁上部结构箱梁的驰振、颤振、涡激振动及风载内力为分析对象,研究山区高墩大跨桥梁在风场作用下的风致响应问题,并对桥梁的抗风稳定性进行预判。分析结果表明:风场中箱梁截面的静力三分力系数与梁高呈正相关,所依托的山区高墩大跨桥梁抗风稳定性良好,并具有较大的安全富余。

摘要： 基于矩形截面拱桥吊杆的工程背景,首先对一个典型宽高比的矩形断面进行节段模型风洞试验观察涡振与驰振耦合状态下的“软驰振”现象;然后开展相关的数值计算对比研究结构响应幅值与流体以及结构参数的关系,确定影响结构响应的主要参数.最后通过对整理的试验数据开展回归分析,建立了用于估算矩形截面构件“软驰振”响应幅值的经验公式.

摘要： 本文建立了考虑导线摆动效应的驰振气动力模型,基于此模型通过伽辽金法离散覆冰导线连续体系驰振方程,建立了覆冰导线三维驰振离散模型,结合高频天平测力风洞试验得到的准椭圆形覆冰导线气动力,采用四阶龙格库塔法分析了非内共振和1∶2内共振条件下覆冰导线驰振响应,讨论覆冰导线驰振形态,摆动效应、紊流度、初始横向拉力对驰振响应的影响.结果表明,非内共振和内共振条件下覆冰导线的驰振形态不同,受导线摆动的影响也不同,紊流度和初始横向拉力对覆冰导线驰振响应影响较大.

摘要： 借助于ANSYS软件,对质量变化情况下工程结构横风向驰振问题作了初步探讨.通过以体型系数表达的气动力,在同时考虑体形系数和竖向风系数的情况下,对大跨索膜屋盖的空气动力失稳进行了研究.结果表明,结构线性驰振临界风速有随质量增大而增大的趋势.

摘要： 本文在驰振理论的基础上,考虑水线运动对风雨激振进行理论分析,得到判别发生风雨激振的充分与必要条件以及临界发散风速,并且将这种分析方法运用到带有气动措施的拉索上,得到了对气动措施减振效果进行定量分析的气动阻尼比;然后结合静气动三分力试验,对气动措施的减振效果进行计算分析;最后通过人工降雨试验,对气动措施的减振效果进行检验.

摘要： 该文介绍了正方形截面高柔结构模型在均匀流和紊流场中各种风速下的横风向风振响应风洞试验结果，分析比较了该模型横风向涡激振动与驰振响应理论计算值与风洞试验数据的差异，得到了若干结沦。

摘要： 索穹顶结构属于大跨度空间柔性结构.因其具有质量轻、柔性大、阻尼小、自振频率比较低等特点,风荷载一般是结构设计的控制荷载.这类结构的一个显著特点是,索和膜不具有弯曲刚度,在外荷载的作用下结构变形比较明显,而且索穹顶结构刚度与变形相关,表现出明显的几何非线性特点.本文对索穹顶结构的自振特性进行了较为系统的理论探讨,采用非线性随机模拟时程分析方法对索穹顶结构进行系统的风振响应分析,并研究了驰振发生的条件.

摘要： 用动网格法实现流体和结构的耦合求解,用二阶投影法求解二维不可压粘性流体的N-S方程,模拟计算了日本矢田川大桥断面在风作用下的位移响应,模拟到了原桥梁断面在风作用下的涡激振动和驰振发散过程,并证实了加导流板的气动措施对风致振动有着明显的减振效果.计算结果很好的说明了数值方法作为一种有力的辅助工具在实验的前期或在方案比选阶段的作用.

摘要： 本文以日本名古到矢田川三跨连续钢箱梁桥为例,通过风洞试验与CFD分析方法研究了主梁宽高比小于2的大跨度梁式钢桥的抗风问题.研究表明,此类桥梁存在高风速区的大振幅自激性涡振及驰振机制,应引起足够的重视,并采取必要的减振措施.本文对几种减振措施的作用进行了较为深入的研究.

摘要： 对于具有高柔、大跨、轻质等特点的索穹顶结构来说,风力是主要的荷载.由于结构与风力的气动耦合作用,结构易产生一种失稳式振动,即驰振.本文采用了用体型系数表达的并考虑风荷载竖向分力的气动力模型;针对索穹顶结构强几何线性的特点和驰振分析气动力准定常的基本假设,提出了用迭代思想求解结构驰振临界风速的方法;并与用数值积分方法和Newton-Raphson方法相结合的时程分析法的结果进行比较.

摘要： 本发明公开了一种压电层和永磁体复合的多振子驰振能量收集系统，主要包括支架、发电转化机构、刚性耦合振子系统等。具体涉及一种利用三个刚性耦合的圆柱作为能量转换振子，压电层和永磁体及线圈作为复合传动装置，发电机作为转化装置的发电设备。本发明适应范围广，在高流速海况下，系统可稳定地发生剧烈驰振效应并提供高效能量转化；利用压电层与永磁体复合的方式来转化能量，其能源利用率高，结构简单，在大变形条件下可靠性高并适合用于水下环境；经济性好，不需要特殊表面处理，发电获利高；小间距比的刚性耦合可以获得更好的力学特性；本发明装置间距小，结构紧凑，空间利用率高；设备固定安装在海床上，对海洋生态以及海面舰艇影响甚微。

摘要： 本发明公开了一种用于箱形截面钢塔柱的涡振和驰振控制装置，钢塔柱的每个横桥向钢板上分别焊接有两个抑流箱，抑流箱沿整个钢塔柱的高度布置，每个抑流箱包括两块相互平行并且垂直焊接于横桥向钢板的侧板，两块侧板之间连接有与横桥向钢板平行的边板，侧板、边板和横桥向钢板所构成的箱形结构内部焊接有多个隔板，多个隔板沿钢塔柱的高度方向间隔布置，侧板和/或边板上设置有加劲肋。本发明通过改变箱形截面钢塔柱的气动外形，有效控制钢塔柱涡振振幅，并防止驰振失稳，为结构安全性、行车安全性和舒适性提供保障，同时构造措施简单、经济实用、对提升桥梁的景观效果也有积极的作用，主要应用于斜拉桥或悬索桥箱形截面钢塔柱。

摘要： 本发明公开了一种压电层和永磁体复合的多振子驰振能量收集系统，主要包括支架、发电转化机构、刚性耦合振子系统等。具体涉及一种利用三个刚性耦合的圆柱作为能量转换振子，压电层和永磁体及线圈作为复合传动装置，发电机作为转化装置的发电设备。本发明适应范围广，在高流速海况下，系统可稳定地发生剧烈驰振效应并提供高效能量转化；利用压电层与永磁体复合的方式来转化能量，其能源利用率高，结构简单，在大变形条件下可靠性高并适合用于水下环境；经济性好，不需要特殊表面处理，发电获利高；小间距比的刚性耦合可以获得更好的力学特性；本发明装置间距小，结构紧凑，空间利用率高；设备固定安装在海床上，对海洋生态以及海面舰艇影响甚微。

摘要： 本发明公开了一种用于箱形截面钢塔柱的涡振和驰振控制装置，钢塔柱的每个横桥向钢板上分别焊接有两个抑流箱，抑流箱沿整个钢塔柱的高度布置，每个抑流箱包括两块相互平行并且垂直焊接于横桥向钢板的侧板，两块侧板之间连接有与横桥向钢板平行的边板，侧板、边板和横桥向钢板所构成的箱形结构内部焊接有多个隔板，多个隔板沿钢塔柱的高度方向间隔布置，侧板和/或边板上设置有加劲肋。本发明通过改变箱形截面钢塔柱的气动外形，有效控制钢塔柱涡振振幅，并防止驰振失稳，为结构安全性、行车安全性和舒适性提供保障，同时构造措施简单、经济实用、对提升桥梁的景观效果也有积极的作用，主要应用于斜拉桥或悬索桥箱形截面钢塔柱。

摘要： 本发明涉及一种能抑制干索驰振和风雨激振的斜拉桥拉索。它由中心钢丝索和表面护套构成，其特征在于所述表面护套的外表面有螺旋状凹槽，该螺旋状凹槽为沿两个相反方向螺旋的双向螺旋状凹槽；该双向螺旋状凹槽能改变拉索表面的边界层分离点，破坏有规律的卡门涡脱的发生；两个相反方向旋转的凹槽，能破坏沿拉索轴向形成轴向流和轴向涡，改变拉索周围的三维结构，降低气动作用力强度及其沿拉索轴向的相关性，破坏拉索干索驰振的发生条件，抑制干索现象的发生；双向螺旋状凹槽构成雨水在拉索表面的流淌路径，防止雨线在拉索上表面的形成，阻碍雨线在拉索表面的振荡，避免拉索发生风雨激振。

摘要： 一种输电线路导地线驰振监测告警装置及告警方法，包括：通讯连接的环境监测系统和振动响应监测装置；环境监测系统安装于塔上；振动响应监测装置安装于导地线待测点处；振动响应监测装置，用于监测待测点处导地线的振动数据，并在振动数据大于预设阈值时向环境监测系统发送启动信号以及驰振告警信号；环境监测系统，用于采集导地线所处的环境信息，并结合振动响应监测装置发送的启动信号对导地线振动形态进行监测，同时基于驰振告警信号、采集的环境信息和导地线振动形态综合判断驰振状态和强度，并在驰振状态和强度达到设定值时，向远端发送告警信息。本发明监测导地线的驰振，同时考虑了环境信息、多因素监测多维信息，确保了监测告警的准确性。

摘要： 本发明公开了一种电磁式风致驰振能量采集装置，包括：主框架、弹性振动梁、线圈、永磁体、阻流振子及限幅组件；所述弹性振动梁的一端固定在主框架上，另一端固定有阻流振子；其中，所述弹性振动梁所在平面沿竖直方向布置，所述阻流振子的长度方向沿竖直方向设置；所述线圈固定在所述主框架上，所述永磁体固定在所述阻流振子的端部，所述线圈和永磁体相对，但不接触；两个限幅组件分别安装在所述主框架上，并分别位于阻流振子的两侧，用于在阻流振子发生左右往复的周期运动时，对阻流振子的振幅进行限位。本发明能够解决压电式风致振动俘能结构的内阻抗大(兆欧级)，能量转换效率低，输出功率小的问题。

摘要： 一种基于转动驰振的电磁式风能采集器，包括钝体、机电转换组件、弹性件及刚性连接件。钝体包括柔性膜和刚性壳，柔性膜和刚性壳围成至少一个密封腔，钝体的底部包括柔性膜；机电转换组件设置于所述密封腔内部；机电转换组件包括至少两排永磁体和一排线圈，每相邻的两排永磁体之间均设有一排线圈，每个线圈均处于相邻排的永磁体产生的磁场中；弹性件的两端分别固定于刚性壳的内侧壁和永磁体阵列；刚性连接件的两端分别固定于柔性膜的内缘和永磁体；永磁体通过刚性连接件固定于外部安装位置；一排或多排线圈固定于刚性壳的内侧壁。在风的作用下，被弹性件支承的钝体在风的作用下发生转动驰振，带动线圈相对于永磁体运动并发电。

摘要： 本发明涉及一种非接触力诱发的驰振式压电流体自供能传感器，属压电发电技术领域。包括管道、蜂窝铝芯、棱柱结构、弹簧结构、固定结构、压电多梁结构、L型连接件；蜂窝铝芯固定于管道的前端；棱柱结构与弹簧结构固接，并通过与固定结构的固接固定于管道的中端；压电多梁结构通过L型连接件固接于棱柱结构内部。优势特色：采用内置压电多梁结构的棱柱结构，将自供能传感装置与流体环境隔绝开；棱柱腔内的空气阻尼比流体的阻尼小，使得驰振式压电流体传感器拥有较小的切入速度；采用的压电多梁结构分工明确，副梁压电片作为俘能器采集能量进行供能，主梁压电片作为传感器收集并传输信息，副梁压电片为主梁压电片提供能量，从而实现自供能传感技术。

摘要： 本实用新型涉及一种能抑制干索驰振和风雨激振的斜拉桥拉索。它由中心一钢丝索和表面护套构成，表面护套的外表面上有螺旋状凹槽，该凹槽为双向螺旋状凹槽，能有效抑制斜拉索的干索驰振和风雨激振，同时可避免拉索阻力系数的增大。