调谐液体阻尼器液体晃荡形态与阻尼力数值模拟研究

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1、？寸財和＊ＯＣＥＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＣＨＮＡＩ硕±学位论文ＭＡＳＴＥ民ＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论文趣目：调谐巧体阻尼器巧体晃巧形态与阻尼力巧值模拟研究Ｓｔｕｄ加ＮｉｃａｌＳｙｕｍｅｒｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＳｌｏｓｈｉｎＦｏｒｍｓｇａｎｄＤａｍｐｉｎｇＦｏｒｃｅｉｎＴｕｎｅｄＬｉｕｉｄＤａｍｅｒ英文题目：ｑｐ作者：陈更指导教航Ｉ堪教授Ｊ全曰制学术学位学位类别：＾库及近专业名称：華旦？１主程？＿＾硏究方向：河口、海岸动力学理论及其工程应用’哥打取，

2、胃…２０１５年５月２４日谨｜＾（此论文献给我巧亲爱的父母陈更调谐液体阻尼器液体晃荡形态与阻尼力数值模拟硏究学位论文完成閥：必日指导教师签字：导疗ｉ答辩委员会成员签字：辦少、独创巧明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作及取得的。研巧成果据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，坦不包含未获得（注＝如没有其化需要特别声明的，本栏可空）或其他教育机构的学位或证书使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的

3、说明并表示谢意。＾学位论文作者签名：签字曰期年月曰＿＾公１服学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，、使用学位论文的规定并同意Ｗ下事项：１、学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被査阅和借阅。２，、学校可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可Ｗ采＂用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学中＂国学术期刊（光盘版）电子杂志社用于出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研巧所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》

4、。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签字：１欲羣月＾．签字日期？：父ｆｒ年約义ｆ日签字日期：年ｒ月ｉＶ日调谐液体阻尼器液体晃荡形态与阻尼力数值模拟研究摘要ｅｄＬ一调谐液体阻尼器（ＴｕｎｉｕｉｄＤａｍｅｒＴＬＤｑｐ，简称）屠种有效的结构控制装置，它利用固定在结构物上的水箱在结构振动时晃荡产生的水压力作为反力，抑制结构振动。同时，液体的动能在水晃荡过程中由于水的粘性被耗散，起到了消能的目的。相比于传统的调谐质量阻尼器（ＴｕｎｅｄＭａｓｓＤａｍｐｅｒ，简称ＴＭＤ），ＴＬＤ具有减振效果好、成本

5、低，易于安装，维护简单等优点，且适于临时使用。当结构上有储液装置时，也可兼做ＴＬＤ。本文首先介绍了ＴＬＤ国内外的研巧现状，包括巧水ＴＬＤ和深水ＴＬＤ的研＞工程应用。然后，对于ＴＬＤ减振时的晃荡现象展开了论述，详细介巧成果（＾１及绍了晃荡现象的硏巧成果和研究方法，重点介绍了数值模拟方法。在此基础上，Ｇ。ｓ－建立ＣｏｎｔｒａｉｎｅｄＩｎｔｅｒｏｌａｔｉｏｎＰｒｏｆｉｌｅＮａｖｉｅｒＳｔｏｋｅｓ了基于（ｐ）方法的求解方程。的计算流体力学模型数值模型离散采用有限差分方法，在交错网格上，时间方－ｉ向使用分步积分方法．求解Ｎａｖ

6、ｅｒＳｔｏｋｅｓ方程，其中，ＣＩＰ方法应用在时间积分一的第步。使用ＢｉＣＧＳＴＡＢ（双共辆梯度稳定解法）求解泊松方程离散后的矩阵。自由面捕捉采用ＴＨＩＮＣ（ＴａｎｇｅｎｔｏｆＨｙｐｅｒｂｏｌａＩＮｔｅｒｆａｃｅＣａｐｔｕｒｉｎｇ）格式求解，该方法具有界面紧致，无需重构，易于实现等特点。模型能够模拟剧烈的液体运＿动。ＴＬＤ计算域的控制方程在动坐标系下表达，将网格的运动转化为流体受到的体积力。为了验证模型求解结果的正确性，模拟了溃蝴和液舱晃荡并与试验结果进行了比较。溃巧计巧结果证明了压力和自由面捕捉的准确性。晃荡的计算分别

7、模拟了带隔板和不带巧板的液舱晃荡，压力Ｗ及液面变化与试验相比结果非常吻合Ｉ确认了在动坐巧系下计算结果的正确性。ＴＬＤ晃荡的模巧分为浅水ＴＬＤ和深水ＴＬＤ两种情况，分别模掛了不同液体深度下ＴＬＤ在不同激励幅度和频率的激励下内部液体的巧应。分析计算结果，探巧了巧水ＴＬＤ和深水ＴＬＤ在工作时内部晃荡的形态１＾＾１及不同变量对ＴＬＤ阻尼力的影巧。浅水ＴＬＤ在晃荡时液体的运动形态主要是巧波，在较浅深度时波浪破碎现象较剧烈，，，非线性为控制因素能够巧散较多能量在澈励频率变化较大范围内，能够有较好的巧振效果，而深水ＴＬＤ在晃荡时液体运动形态为驻

8、波，。ＴＬＤ在激励幅度较大时才会出现波浪破碎