波能装置库仑阻尼力的模拟方法研究

针对振荡浮子式波能装置动力输出系统库仑阻尼力的突变特性导致的计算不稳定问题,本文提出了一种模拟库仑阻尼力的方法。该方法通过以下步骤确保计算过程稳定:当波能装置速度接近0时,采用线性阻尼力代替库仑阻尼力;在每一迭代步内对施加在波能装置上的阻尼力进行松弛。然后,将这一方法植入开源计算流体力学程序DXFlow中,对一种新型波能装置-开孔防波堤集成系统进行数值模拟研究。研究结果表明,该方法可解决库仑阻尼力导致的计算不稳定问题,其中推荐使用的松弛因子范围为0.2~0.3。

磁流变液阻尼器—柔性转子系统振动特性与控制的再研究

对先前提出的理论分析模型进行适当改进 ,用新模型对支承在磁流变液阻尼器上的单盘悬臂柔性转子系统的振动特性和控制技术进行再研究。研究表明 ,随着磁流变液阻尼器的库仑阻尼力的增大 ,系统在无阻尼临界转速处振幅明显下降 ,但在两阶临界转速之间的一定转速区振幅增加 ;同时 ,随着库仑阻尼力的增加 ,阻尼器轴承处的振幅在几乎所有转速时都被减小 ,甚至在某些转速区间该轴承被“锁住” ,而且轴承能够振动的区间越来越窄。这说明转子系统从一个弹性支承系统逐步转化为一个准刚性支承系统 ,阻尼器支承的有效刚度越来越大 ,使得一阶有阻尼临界转速逐渐提高 ,并逐渐接近刚支临界转速。根据这些特性 ,提出通过开关控制抑止转子通过两阶临界转速过程中的振动 ,并使转子振幅在全转速区达到最小。仿真结果表明 。

运动水线三维连续弹性拉索风雨激振理论模型

采用已有的水线气动力数据,假设拉索和水线之间相互作用力为库仑阻尼力和线性阻尼力,推导了三维连续弹性拉索和三维连续水线的运动偏微分方程,采用数值方法进行求解,得到三维连续拉索和三维连续水线的风雨激振响应规律.结果表明:当三维连续拉索大部分截面处于易于起振的风速区域时,水线在这些拉索截面形成并处于竖向平均气动力系数的突降区,三维连续弹性拉索发生大幅振动.拉索的振动含有多阶拉索固有频率成分,且水线除了在拉索固有频率处有能量峰值外,在5 Hz以下的其他频段均有少量的能量分布.另外,拉索和水线的库仑阻尼力增大,拉索振幅增大;当拉索模态阻尼比达到0.5%时,可有效地抑制拉索的风雨激振振动.

轴向绕组磁流变液阻尼器阻尼与动力性能

为了分析轴向绕组磁流变阻尼器的阻尼力及其动力性能,将阻尼器的阻尼系数视为定值,对阻尼器动力性能进行仿真分析,得到库仑阻尼力与电流强度关系。将实际的阻尼系数等效线性化,通过对阻尼器阻尼振动试验测试得到实际阻尼系数与电流强度变化关系。对阻尼器库仑阻尼力进行试验分析,试验测试结果与仿真值基本相符,验证了仿真分析的正确性。分析表明阻尼器的阻尼力几乎都由库仑阻尼力提供,有利于使用电流控制阻尼器的阻尼力。

拉索表面材料对风雨激振的影响研究

利用浸润学及普朗特边界层理论,提出拉索表面与水线之间作用力包括库仑阻尼力和粘性阻尼力。拉索表面材料对水浸润性的强弱影响着库仑阻尼力的大小,进而影响着拉索的风雨激振。根据研究成果,建立水线运动与拉索振动耦合的拉索风雨激振运动微分方程,并运用龙格-库塔法对运动微分方程进行求解。计算结果表明:不同的拉索表面材料对风雨激振有较大影响,斜拉索风雨激振中拉索的振幅随着库仑阻尼力的增大而增大,选用疏水性好的表面材料能够有效的减小风雨激振时拉索的振幅。