[發明專利]圓柱形結構的減振防護主動吹氣控制裝置

有效

• 申請號: 201810227147.2
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108222627B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 陳文禮;陳冠斌;高東來;李惠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98;E01D19/16
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司 23101
• 代理人: 吳振剛

本發明公開一種圓柱形結構的減振防護主動吹氣控制裝置，包括一組或多組前、后吹氣滯點、導氣管、吹氣設備，吹氣設備與導氣管連接，導氣管分別與前、后吹氣滯點連接，在圓柱結構的內部設置導氣管，在迎風面和背風面分別對稱布置一組或多組前、后吹氣滯點，每組前、后吹氣滯點位于同一截面，前、后吹氣滯點的吹氣方向與來流方向平行；來流作用于前滯點吹出的氣流形成的氣動外形上；后滯點吹出的氣流能夠打破尾流中的旋渦，阻止尾流形成交替脫落的旋渦。本發明結構簡單，能夠打破尾流中交替產生的漩渦,阻止尾流漩渦形成，同時改變圓柱形表面的流場,在一定程度上減小了圓柱形結構的表面的氣動力，能夠很好地減小圓柱形結構的風致振動。

技術領域

本發明涉及結構風致振動控制技術，具體說就是一種圓柱形結構的減振防護主動吹氣控制裝置。

背景技術

圓柱形結構在當今的社會應用非常廣泛，如電廠，冶金廠和東北供暖排氣的煙囪截面多為圓形。特別是在大跨度橋梁中的斜拉索或者是懸索橋的吊索都是為圓柱形。這些結果的展向長度都是比較長的，因此其結構也隨之變得更柔，阻尼變得更小，對風荷載更加敏感，其風和風效應也將更為復雜。尤其是大跨度橋梁的斜拉索風效應是目前大跨度橋梁最突出的動力效應之一，如何減小風荷載以及風荷載導致的風效應，是目前研究設計人員最為關心的一個問題。由于圓形截面為鈍體結構，在處于自然環境中很容易在風流過時產生流動分離，分離的剪切層很不穩定，會卷起漩渦，在圓形結構上下表面卷起的漩渦交替脫落，當漩渦脫落的頻率與結構某一階陣型的頻率相同或者相接近時就會導致共振現象。這就是眾所周知的渦激振動。雖然渦激振動現象是一種限幅振動，但是由于其經常在低風速下就可能發生，容易對結果產生疲勞破壞。因此我們需要控制其振動的發生，目前主要是通過機械阻尼的措施和氣動措施來降低橋梁的風效應。機械阻尼的措施是通過改變結構本身的一些固有特性從而使其與風荷載的動力效應達不到一種耦合振動的狀態,如：質量阻尼器，此方法最大的缺陷在于阻尼器的控制效果隨時間久遠控制效果變差。氣動措施是通過在結構上安裝一些構件或者通過注入氣流來改變結構周圍的流場，使其周圍的流場更加趨于穩定。如：行波壁，缺點在高聳，細長結構的應用性不強等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種圓柱形結構的減振防護主動吹氣控制裝置，降低圓形截面的結構的風致振動；此裝置應用到圓柱形的建筑物、構筑物或者是大跨度橋梁中的斜拉索構件。

本發明所采用的技術如下：一種圓柱形結構的減振防護主動吹氣控制裝置，包括一組或多組前、后吹氣滯點、導氣管、吹氣設備，吹氣設備與導氣管連接，導氣管分別與前、后吹氣滯點連接，在圓柱結構的內部設置導氣管，在迎風面和背風面分別對稱布置一組或多組前、后吹氣滯點，每組前、后吹氣滯點位于同一截面，前、后吹氣滯點的吹氣方向與來流方向平行；來流作用于前滯點吹出的氣流形成的氣動外形上；后滯點吹出的氣流能夠打破尾流中的旋渦，阻止尾流形成交替脫落的旋渦。

本發明使得來流不易直接在圓柱形表面產生流動分離，可以打破尾流中的旋渦，阻止尾流形成交替脫落的旋渦，從而極大地減小了圓形結構表面的脈動壓力，大幅度降低圓柱表面的升力。由于尾流無法形成交替脫落的旋渦也在一定程度上減小了尾流中能量的耗散，使得圓柱表面的阻力也得到了一定程度的降低。本發明結構簡單，減振原理清晰，能夠很好地減小圓柱形結構的風致振動。

附圖說明

圖1圓柱形結構的減振防護主動吹氣控制裝置示意圖；

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明作進一步說明。

實施例1