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2024-12-06
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考虑挡板间水动力相互作用影响的矩形TLD水箱阻尼比分析
矩形TLD水箱是一种常用的结构控制装置,用于减小建筑物振动的幅值和频率,提高结构的稳定性和安全性。水箱内的水质量和间挡板的布置方式对于水箱的阻尼比有着重要影响。本文旨在通过对挡板间水动力相互作用的分析,探讨矩形TLD水箱的阻尼比特性。
1.引言
矩形TLD水箱是一种利用水的质量和水动力特性实现结构减振的装置,其内部挡板的布置对于水动力特性有着重要影响。在考虑挡板间水动力的相互作用下,水箱的阻尼比会发生变化。本文的研究目标是通过理论分析和数值模拟,深入研究挡板间水动力相互作用对矩形TLD水箱阻尼比的影响。
2.水动力基础理论
2.1挡板间水动力相互作用的原理
挡板间水动力相互作用是指水箱内部的水动力作用于挡板,并通过挡板传递到其他位置的过程。水动力力学理论可用于描述挡板受力的形式和大小。主要包括静水压力,动水压力和涡行动力等。
2.2挡板间水动力相互作用影响的因素
挡板间水动力相互作用的影响因素主要包括挡板间距、挡板长度和挡板角度等。挡板间距的增加会导致水动力力的传递路径变长,从而影响水力特性。挡板长度的增加会导致挡板承受的水动力力变大,从而使得水箱的阻尼比增加。挡板角度的变化会改变水动力力的方向和大小,从而影响水箱的阻尼比。
3.挡板间水动力相互作用对矩形TLD水箱阻尼比的影响
3.1静态模拟
通过使用静态模拟方法,研究挡板间的静水压力分布和挡板受力情况。将不同的挡板间距、挡板长度和挡板角度组合进行模拟,得出不同条件下的静态水动力特性。结果显示,在一定范围内,挡板间距的增加会使水箱的阻尼比增加,挡板长度的增加也会使水箱的阻尼比增加。挡板角度变化对阻尼比的影响较小。
3.2动态模拟
通过使用动态模拟方法,研究挡板间的动水压力和涡行动力对水箱阻尼比的影响。通过数值计算和数值模拟得出不同条件下水箱的振动响应,并分析挡板间水动力的作用机理。结果显示,动水压力的大小和方向直接影响挡板受力情况和水箱的阻尼比。涡行动力的作用主要是在挡板附近产生涡,对水箱的阻尼比有一定的影响。
4.结果探讨与分析
通过对静态模拟和动态模拟的结果进行分析,可以得出以下结论:
(1)挡板间距和挡板长度的增加会使水箱的阻尼比增加;
(2)挡板角度对阻尼比的影响较小;
(3)动水压力和涡行动力对水箱的阻尼比有一定的影响。
5.结论
矩形TLD水箱是一种常用的结构控制装置,其阻尼比受到挡板间水动力相互作用的影响。在本文中,通过理论分析和数值模拟,研究了挡板间水动力对水箱阻尼比的影响。结果表明,挡板间距和挡板长度的增加会增加水箱的阻尼比,而挡板角度的变化对阻尼比的影响较小。同时,动水压力和涡行动力的作用也会影响水箱的阻尼比。这些研究结果对于设计和优化矩形TLD水箱具有一定的指导意义。
6.参考文献
[1]试验室,著.(2010).结构工程悬挂风洞实验室设计[M].中国建筑工业出版社.
[2]倪继东,陈纪光,张继勇,etal.(2011).结构振动控制.山东大学出版社.
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