动水中阻尼的测量.pdf

《动水中阻尼的测量.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、50动水中阻尼的测量2014．N动水中阻尼的测量(加拿大)ACoutu等『摘要1流固耦合(FSI)，以质量载荷和阻尼的形式控制水轮机(比如混流式水轮机)的动态响应。水的附加质量和阻尼均是影响水轮机动态响应的重要因素。流体附加质量的影响已经得到了很好的证明，但流体阻尼作为服役期内限制振动幅值的重要因素，有益于避免水轮机可能的破坏，在研究中没有得到足够的重视。本文通过试验的形式研究了由于流固耦合引起的阻尼。我们设计了一种动态特性类似混流式水轮机叶片的试验装置，对该装置以及试验规程和得到的数据样本进行了讨论。本文

2、在结论中给出了所计算的阻尼值，并针对水轮机叶片对流固耦合的响应，t挖了观察到的阻尼特性对它的影响。l引言时，由流固耦合引起的阻尼就成为唯一最重要的影响振动幅值的因子。参考文献【2，3】提到的转轮破坏就是水轮机是设计出的最耐用且可靠的机械之一⋯。历由于结构共振引起的。经50多年以后仍能可靠地产生能量的水轮机组并不鲜见。当今新设计的产品比前人作了很多优化，效率常超过95％。随着科技的进步和机器性能的提高，以前不关心的由流固耦合(FSI)引起的动态现象，在新的53525150高性能机组中也引起了人们的注意。要设计

3、出像以前一样可靠的设备，就要理解和控制流固耦合现象。流固耦合引起的一个重要后果就是近来在高水头混流式水轮机中观察到的由导水机构和转轮叶片之间的动静干涉引起的叶片破坏【2】。由动静干涉引起的高图1单自由度系统频振动每天的振动次数达10。当转轮叶片的动应力足够高时，就能很快造成叶片破坏。不同阻尼时单自由度系统的幅值放大因数水力激励、水的附加质量和阻尼都是计算由流固耦合引起的水轮机结构部件动态响应的重要因素。现在可以利用计算流体动力学(CFD)软件来计算水力激励【4J。流体的附加质量的影响也很容易得到说明J，但强

4、是流体阻尼，这一在水轮机运行时能明显限制振动幅斗<餐值的因素却没有得到多少关注。本篇文章对由流固耦合引起的阻尼进行了实验研究，并得到了一些结论。2背景O．O0．51．o1．52．02．53．o激励频率，固有频率对一个如图1所示的单自由度系统，可以用公式(1)表示为：图2临近共振点时的放大因数++kx=F(t1(1)尽管不能改变流体水引起的阻尼，但是当要计算假设这个单自由度系统是一个受到流固耦合激励一个结构在简谐力作用下的应力幅值，进而评估结构的水轮机叶片，f)可以认为是由CFD计算得到的简谐激励力函数【4J

5、，m是考虑了水的附加质量后的校正质的疲劳寿命时，它仍是一个需要知道的量。在评估由量J，k是结构的刚度。阻尼用c表示，如图2所示，于流固耦合引起的阻尼对水轮机叶片的影响方面所进它控制着放大因数，当激励的频率达到结构的固有频行的研究很少，。本文试验研究的重点是测量实际流率时其影响更大。由于整个结构的阻尼很小，在共振动情况下流固耦合所引起的平板的阻尼特性。