水电站进水塔启闭机房排架振动特性

理论和震害均表明水电站进水塔顶部的启闭机房排架由于鞭梢效应更容易遭受地震破坏。分析塔式进水塔主要受力特点,将进水塔和其上的启闭机房排架简化为两种分布参数梁模型,采用解析方法推导和求解其频率方程。统计启闭机房排架与塔体高度范围,根据抗弯刚度相等原则将塔上启闭机房排架柱等效为单截面空腹柱,分析不同上下高度比和刚度、质量比情况下6种模型振型振动幅值比和频率分布情况,得到相互之间影响规律。分析表明上部高度对结构一阶振型幅值比影响较大,而刚度比影响较小,但刚度比对高阶振型幅值比影响显著。经过与数值分析对比,解析结果求得的结构振型和频率与数值结果较为一致,验证上述过程的正确性,表明本文方法对此类结构基本振型求解简单有效。     

基于ADINA流固耦合的进水塔自振特性分析

基于ADINA流固耦合方法,采用基于势的流体单元模拟进水塔内外水体,通过流固耦合界面反应进水塔和水体的相互作用,对结构的自振特性进行数值求解,并与水体按附加质量处理方式的结果对比。低水位下,附加质量法过于保守,周围水体不但显著影响进水塔自振频率,对振型也有较大影响。     

水电站进水塔动水压力研究和探讨

基于理想流体,将进水塔简化成水中悬臂梁体系,推导了其受迫振动时的动力响应方程,给出了进水塔内外表面动水压力的解析表达式。与有限元法、水工抗震规范公式计算结果进行了对比,分析验证了该方法在进水塔结构上的适用性及准确性。结果表明:动水压力表达式与结构振型密切相关。该方法的动水压力曲线趋势与有限元方法相似,均在水面以下某深度处迅速变大及达到最大值后曲线值减小弯回,两者最终在塔体底部收于相近的值;最大值大于有限元法,其最大值处曲线折回明显,幅度较大。弹性模量和进水塔高度对动水压力的曲线形态和数值有重要影响。同时,输入激励荷载的频率对动水压力影响巨大,尤其频率与进水塔某阶频率相近时会导致动水压力的异常增大。该方法对分析进水塔动水压力具有参考价值。     

脉冲波作用下竖直弹性板的水弹性响应

基于线性势流理论,将流场分为3个部分:入射势与反射势部分、辐射势的记忆部分、辐射势的瞬时部分,竖直弹性板的时域振动基于模态叠加法,利用傅里叶与拉普拉斯变换求解流场控制方程,与板的振动方程耦合,推导得出波浪作用下竖直弹性板的时域耦合方程,并利用二级四阶隐式Runge-Kutta法求解方程。首先给定竖直板一个初始弯曲,得到的结果与解析解和数值解结果吻合良好,验证了方法的正确性。其次对脉冲波作用下弹性竖直板的响应进行研究,分析了板的刚度系数、质量系数、脉冲幅值和边界条件对其水弹性响应的影响。研究结果表明,刚度系数对板的振动频率影响很大,脉冲幅值与板的振动幅度正相关,两边固定时对竖直弹性板的疲劳损伤最严重。     

带填充结构圆柱形容器内液体横向晃荡特征研究

应用比例边界有限元法（ＳＢＦＥＭ）研究了带填充结构圆柱形容器内液体横向晃荡问题。忽略流体的黏性并假设流体不可压缩,利用变分原理,推导出各子域速度势的ＳＢＦＥＭ控制方程,引入贝塞尔函数作为基本解并根据匹配边界条件求解控制方程。将ＳＢＦＥＭ计算结果与解析解进行比较,在很少的离散单元下能得到很高的计算精度,从而验证了该方法的精确性和高效性。同时,数值结果表明选取合适的填充介质参数及适当的填充区域情况下,可以取得有效的减晃效果,可为实际工程提供理论参考。     

时间域上势函数的计算及其应用

本文提供了—种浮体运动的时间域分析方法。由物体运动引起的流体运动的总的速度势分为脉冲势和自由表面速度势两部分;脉冲速度势采用类似于Hess-smith方法求解,自由表面速度势根据脉冲速度势和自由表面速度势之间的关系,利用傅立叶变换获得其初值,然后按时间展开,在每个时间步长上满足物面条件得到在所考虑的时间域上的自由表面速度势。作为算例,本文计算了球体的附加质量系数、迟滞函数,最后利用Cummins时间域上的运动方程求解了一个自由浮漂半球在得一位移脉冲之后的升沉运动。     

关于考虑弯曲刚度的斜索面内自由振动解的注记

对索的准确模拟应考虑弯曲刚度的影响.关于考虑弯曲刚度的斜索面内自由振动 ,目前只有两端铰接边界条件下的解析解 ,这与实际拉索的边界条件不相符.在已有研究基础上 ,对考虑弯曲刚度的斜索面内自由振动解析解在中点割线坐标系下进行了推导 ,补充了两端固接条件下的解.分析结果表明斜索无Crossover现象 ,其振型为非对称 ,考虑弯曲刚度的频率要大于不考虑弯曲刚度的频率 ,两端固接频率大于两端铰接频率.通过对比认为考虑弯曲刚度影响在某些情况下是必要的 ;应该考虑不同边界条件的影响 ;由于理想边界的上下界性质 ,利用文中结果可以对实际情况进行估计和近似.     

偶应力流体有限长径向轴承润滑特性分析

本文从具有偶应力的不可压缩流体基本方程出发,采用润滑层的通常假设,求得了流体速度的解析表达式,并推导了偶应力流体润滑的雷诺方程,把它应用于有限长径向滑动轴承的求解。通过数值计算得到了偶应力参数对有限长径向轴承的承载力、流量系数和摩擦系数的影响。     

求解流体与结构相互作用问题的ALE有限体积方法

本文发展了求解流体与结构相互作用问题的数值方法。采用任意拉格朗日－欧拉网格（ＡＬＥ）和有限体积方法对流体的控制方程进行空间离散，而时间项则采用三点向后差分格式；对于结构的运动方程采用Ｎｅｗｍａｒｋ积分法进行求解，为了求解耦合的流体和结构的运动方程，采用预测－多步校正法以避免反复迭代所导致的过大的计算量。作为本入方法的应用，计算了圆筒内一同轴圆柱的自由振动问题，在小振幅的情形下，将由计算获得的附加质     

孤立闸墩流固耦合振动问题的研究

本文用分区解法求解孤立薄壁墩(悬臂板)振动诱发的三维势流场;用Rayleigh法求解板与流体的自由耦合振动角频率;最后对计算结果进行了实验验证。     

金安桥电站进水塔三维有限元静动力分析

文章采用大型有限元计算软件建模和计算,对进水塔在静、动力状态下其应力和变形的分布规律进行了研究.通过静力计算分析进水塔结构各部位的应力和位移,验证结构的强度要求.通过动力计算确定自振频率,进而分析地震对塔体结构的影响.     

百色水利枢纽进水塔结构抗震分析研究

用空间三维有限元方法对百色水利枢纽进水塔结构进行抗震分析研究，用直接滤频法按顺河向和横河向分别求出了进水塔前六阶自振频率和振型。在此基础上，采用完全二次型组合法对进水塔结构的地震响应进行了详细的分析研究，研究中考虑了塔架，底板与地基的动力相互作用，并考虑了水体的动力影响，最后对进水塔结构考虑动荷载，静荷载共同作用下的底板的地基承载力和整体抗倾覆稳定性进行了分析研究，结果表明，按目前设计方案进水塔结构的底板的地基承载力和整体抗倾覆稳定性均满足规范要求。     

电视塔的风致振动控制研究

风灾是电视塔面临的主要自然灾害之一,主动控制方法可以有效地减小电视塔的风致振动。 以一座空间钢管桁架电视塔为算例,首先基于ＡＮＳＹＳ软件分析了该电视塔的动力特性,然后利用谐波 合成法模拟了其随机风场,同时,还提出了一种形状记忆合金的主动控制方法,并编制了相应的线性二 次型经典最优控制算法（ＬＱＲ）,最后对比了采取控制措施前后电视塔的风致响应,结果表明形状记忆合 金控制方法可以有效地减少电视塔的风致振动。     

深圳公明供水调蓄工程进水塔抗震分析

采用三维振型分解反应谱法分析深圳公明供水调蓄工程进水塔结构的自振特性,研究了正常蓄水位下分别遭遇顺水流向和垂直于水流向地震时进水塔的地震加速度、动位移和动应力响应,并验证进水塔的抗震稳定性。验证结果表明进水塔的变形和强度满足设计要求。为提高进水塔桩基础的水平承载力,建议在垂直于水流方向增加6根桩。     

某泵站厂房振源识别与振动成因

针对某灌溉泵站水泵多机组运行时输水管道中产生涡带、涡流及水力脉动等流体现象, 致使泵站厂房产生较大振动的问题, 通过建立泵站厂房结构的三维有限元模型, 应用 ABAQUS 软件和 Lanczos 方法提取泵站厂房 结构模态, 分析泵站厂房的自振频率和振型, 探究厂房产生振动的振源和振动成因, 从而确定泵站厂房可能振源 的产生机理、频率特征, 并与该泵站机组主要激振源频率的理论计算值校核分析, 确定振源。结果显示: 该泵站机 组激振源频率和厂房结构的若干阶自振频率存在共振现象。此研究成果可为该泵站厂房维修和补强加固提供理论依据。     

考虑地震行波效应的大型水电站高耸进水塔群响应分析及碰撞研究

摘要：大型水电站进水塔塔群横向跨度大，地震空间效应会对塔群产生影响，工程界十分关注，真实模拟塔群结构对地震行波效应的响应也是计算分析的一个难点。本文采用直接加速度多点输入模拟大跨度结构在地震空间变化时的结构振动形态，用动接触方法模拟相邻塔段之间相互作用。计算表明对于大跨度高耸结构，地震行波效应对塔体动力反应有存在一定的影响，设计中需给予考虑；考虑行波效应时塔段之间分缝张开、而且有塔段碰撞现象；考虑地震行波效应与否对塔体顺水流向位移影响不大，对应力分布及最大值影响不明显。     

大型高扬程泵站出水塔结构振动模态分析

针对大型高扬程泵站出水塔结构在运行过程中存在的振动问题,以甘肃省景泰川电力提灌二期总干六泵站出水塔结构为例,构建ANSYS环境下的泵站出水塔三维有限元仿真模型,在正常工作状态下采用子空间迭代法进行基于环境激励的模态参数辨识,并获取其模态振型,分析了泵站出水塔结构的振动特性。结果表明:该出水塔结构在运行期的基频为9.91 Hz,主振方向为垂直压力管道法线方向;结构的模态振型基本按照横向-竖向-扭转的规律进行,且主要发生在结构中部镂空立柱部位。数值分析结果与现场DASP测试结果基本相符,表明有限元子空间迭代法模拟分析结果有效可靠,实现方便。研究成果能为大型高扬程泵站出水塔的更新改造设计提供理论依据,同时能为灌区水工结构的模态参数辨识提供技术参考。     

水面波动问题频域三阶解的一个实例（之一）：三阶速度势的求解

本文对定深水域中一块直立推板简谐运动引起水面的二维波动作三阶分析和计算，求出流动速度势的三阶解，并对三阶量的组成及求解方法进行讨论和分析。