發(fā)布時(shí)間：2021-02-21 07:41

　　流致振動(dòng)廣泛存在于海洋工程、航空工程、高聳和大跨橋梁結(jié)構(gòu)等工程領(lǐng)域中,并且經(jīng)常導(dǎo)致海上作業(yè)平臺(tái)、橋梁、高聳煙囪等建筑物破壞。故工程界對(duì)流致振動(dòng)的研究往往是抑制其發(fā)生。但隨著研究的深入,研究者發(fā)現(xiàn)流致振動(dòng)可以作為一種能量轉(zhuǎn)換方式來(lái)加以利用,并且隨著新型清潔能源的開(kāi)發(fā)利用,流致振動(dòng)逐漸應(yīng)用在洋流能的開(kāi)發(fā)利用上,而流致振動(dòng)的特性又與振子的截面形式具有緊密的聯(lián)系,故本文主要的研究目的是對(duì)T型振子流致振動(dòng)的試驗(yàn)研究。主要的研究?jī)?nèi)容和成果如下:1.本文進(jìn)行了多組T型振子流致振動(dòng)試驗(yàn),并分析對(duì)比了其與圓柱振子和正三棱柱振子流致振動(dòng)特性與規(guī)律:T型振子與正三棱柱振子振動(dòng)特性具有很高的相似性,均表現(xiàn)出有別于傳統(tǒng)圓柱振子的“非自限制”的流致振動(dòng),隨流速持續(xù)增大,振動(dòng)逐漸發(fā)展為馳振。T型振子最大響應(yīng)振幅比A*=2.52,超過(guò)了現(xiàn)有圓柱渦激振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果下的最大振幅比A*=1.90;T型振子的流致振動(dòng)具有大振幅、頻率穩(wěn)定及“非自限制”的特點(diǎn),適用于較高流速條件下的能量汲取。2.利用自循環(huán)水槽進(jìn)行了不同阻尼下T型振子的流致振動(dòng)試驗(yàn),并分析了在不同系統(tǒng)阻尼下T型振子的流致振動(dòng)的振動(dòng)特性及規(guī)律:加大阻尼會(huì)減弱T型截面... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

物體繞流的旋渦脫落現(xiàn)象

第 1 章 概述而流致振動(dòng)的另一分支馳振通常被定義為一種大振幅、低頻率的振動(dòng)。馳振的發(fā)生往往需要滿足一定的條件，即當(dāng)特定截面形狀的繞流物體在垂直于來(lái)流方向發(fā)生流致振動(dòng)時(shí)，來(lái)流攻角會(huì)發(fā)生周期性變化，周期性變化的攻角產(chǎn)生的橫向力會(huì)誘發(fā)繞流鈍體發(fā)生馳振[1, 7-9]。流致振動(dòng)常常會(huì)引起結(jié)構(gòu)的破壞而造成工程事故[10-12]。例如，流致振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致海上作業(yè)平臺(tái)、橋梁、高聳煙囪和熱交換站等長(zhǎng)細(xì)比較大的建筑物或結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生疲勞破壞[13-15]。尤其當(dāng)流體的脫渦頻率與繞流物體結(jié)構(gòu)的固有頻率相接近時(shí)，繞流物體產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)達(dá)到最大，如果這個(gè)過(guò)程持續(xù)，就會(huì)出現(xiàn)“鎖頻”現(xiàn)象（locked-in）[16]，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)會(huì)使得流致振動(dòng)對(duì)物體結(jié)構(gòu)的破壞更加嚴(yán)重。流致振動(dòng)造成工程破壞的較為典型的案例就是流致振動(dòng)引起的塔科馬海峽吊橋崩塌事件（圖 1-2 所示）。

的理論功率就為 14 萬(wàn)兆瓦，相當(dāng)于 70 個(gè)三峽電站的裝機(jī)容量[21]。洋流能發(fā)電裝置是將洋流動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，由海上支撐載體、獲能裝置（水輪機(jī)）、發(fā)電機(jī)、電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電力傳輸系統(tǒng)等五個(gè)部分組成。按汲取能量的方式和工作原理的不同，可分為水平軸葉輪式、垂直軸葉輪式、振蕩式和其它方式等；按照支撐載體安裝固定方式的不同，又可分為樁基式、坐底式、懸浮式和漂浮式，不同類型的裝置其獲能原理、技術(shù)特征和整體結(jié)構(gòu)形式有很大區(qū)別。洋流能利用裝置有多種[22]。其中英國(guó) MCT（Marine Current Turbine）公司是最早從事洋流能研究的機(jī)構(gòu)之一，其研發(fā)了 Alstom 裝置，如圖 1-3 所示，該裝置裝機(jī)功率為 500kw 并安裝在 Orkney 群島歐洲海洋能中心進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，運(yùn)行 10 周發(fā)電量達(dá)到了 50 MW·h，順利達(dá)到了額定功率；挪威 HammerfestStrom 公司首先研制了單機(jī)容量 300kW 的 HS300 坐海底式三葉片水平軸潮流能裝置，如圖 1-4 所示。該裝置于 2003 年安裝于挪威 Kvalsundet 水道并開(kāi)網(wǎng)發(fā)電，經(jīng)過(guò)幾年運(yùn)行測(cè)試后，該公司在 2009 年安裝了 HS300 改進(jìn)型裝置。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]中國(guó)新能源發(fā)展研究[D]. 張海龍.吉林大學(xué) 2014
[2]結(jié)構(gòu)流固耦合振動(dòng)與流動(dòng)控制的數(shù)值模擬[D]. 徐楓.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]馳振穩(wěn)定性分析及其工程應(yīng)用[D]. 謝宇新.天津大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3044055