抑制柱体结构涡激振动的非线性 能量阱减振装置优化设计

摘要：

为了抑制柱体结构的涡激振动(Vortex induced vibration,VIV)问题,该文基于Van der Pol尾流振子模型、结构动力学理论和优化算法,建立了非线性能量阱(Nonlinear energy sink,NES)减振装置优化设计仿真模型.采用Van der Pol尾流振子模型,将其与二维弹性支撑柱体结构动力学方程结合,建立二维弹性支撑柱体单自由度涡激振动预报模型,并与文献实验数据对比,验证了模型的准确性;在模型中嵌入NES控制模型,完成NES作用下的单自由度柱体VIV预测模型,并将其与优化算法相结合,通过优化算法改变非线性能量阱的参数,设计出对柱体涡激振动抑制效果满足设计要求的非线性能量阱;通过仿真分析优化后的NES结构参数对柱体涡激振动的抑制效果和机理.案例优化结果表明,在Ur=5.5时,NES作用下的柱体振幅减小了66.39％,减振效果明显.同时,该文采用优化方法获得的NES结构参数符合实际生产要求,确保了实物生产设计的可能性.

关键词：涡激振动、非线性能量阱、Van der Pol尾流振子模型、遗传算法、优化设计

所属期刊栏目：37

分类号：O353.1(流体力学)

资助基金：江苏省自然科学基金项目;国家自然科学基金项目;江苏省研究生科研与实践创新计划项目

在线出版日期：2020-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：240-247