[發(fā)明專利]鋼箱梁抑渦除濕一體流動(dòng)智能控制系統(tǒng)及使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110621278.0
• 申請(qǐng)日: 2021-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113360979B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許育升;韓艷;李凱;王雷;李春光;胡朋;沈煉;毛禹;王賽龍;宋俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F30/28;G06F18/214;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 長(zhǎng)沙惟盛赟鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43228
• 代理人: 黃敏華

本發(fā)明涉及一種鋼箱梁抑渦除濕一體流動(dòng)智能控制系統(tǒng)及使用方法，本發(fā)明鋼箱梁抑渦除濕一體流動(dòng)智能控制系統(tǒng)包括風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)K，數(shù)值模擬模塊，代理模型參數(shù)優(yōu)化模塊，監(jiān)測(cè)除濕抑渦集成裝置模塊；針對(duì)本發(fā)明使用方法來(lái)說(shuō)，S1：根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)K主梁節(jié)段模型的幾何參數(shù)建立三維的建模；S2：根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)K中主梁節(jié)段模型的動(dòng)力特性參數(shù)以及振動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程的求解理論編譯UDF二次開(kāi)發(fā)程序；S3：求解得到主梁的響應(yīng)數(shù)據(jù)以及流場(chǎng)數(shù)據(jù)；S4：得到渦量圖、速度云圖和壓力云圖；S5：最終生成最優(yōu)數(shù)據(jù)庫(kù)；S6：向監(jiān)測(cè)除濕抑渦集成裝置模塊輸入最優(yōu)數(shù)據(jù)庫(kù)。本發(fā)明能同時(shí)較好地解決大跨度鋼箱梁橋主梁多階的渦振控制問(wèn)題和除濕問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼箱梁抑渦除濕一體流動(dòng)智能控制系統(tǒng)。

本發(fā)明還涉及上述鋼箱梁抑渦除濕一體流動(dòng)智能控制系統(tǒng)的使用方法。

背景技術(shù)

隨著橋梁跨度不斷增長(zhǎng)，風(fēng)致振動(dòng)逐漸成為制約大跨橋梁進(jìn)一步發(fā)展的主要因素。渦振是一種具有強(qiáng)迫和自激雙重特性的自限幅風(fēng)致振動(dòng)現(xiàn)象，由氣流流經(jīng)結(jié)構(gòu)表面時(shí)產(chǎn)生的有規(guī)律旋渦脫落所引起。橋梁主梁渦振現(xiàn)象在實(shí)際工程中屢見(jiàn)不鮮，例如巴西的尼特羅伊跨海大橋(Rio-Niteroi?Bridge)、日本的東京灣大橋(Trans-Tokyo?Bay?Bridge)、丹麥的大貝爾特大橋(Great?East?Belt?Bridge)、俄羅斯的伏爾加河大橋(VolgaBridge)、美國(guó)的韋拉扎諾海峽大橋(Verrazzano-Narrows?Bridge)、中國(guó)的西堠門(mén)大橋、虎門(mén)大橋和鸚鵡洲大橋等均在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)了程度不一的渦激振動(dòng)現(xiàn)象。雖然渦振不會(huì)直接引起橋梁動(dòng)力失穩(wěn)破壞，但是較大振幅的渦振會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全和行車舒適性產(chǎn)生較大的危害。

目前，渦振的控制主要有氣動(dòng)措施和阻尼措施。氣動(dòng)措施主要是針對(duì)渦激振動(dòng)對(duì)主梁的氣動(dòng)外形特別敏感的特點(diǎn)，在不改變橋梁結(jié)構(gòu)與使用功能的前提下，適當(dāng)改變橋梁的外形布置或附加一些裝置(如導(dǎo)流板、抑流板、隔渦網(wǎng)等)，從而得到具有良好抗風(fēng)能力的橋梁斷面繞流特征，但同時(shí)會(huì)對(duì)橋梁的美觀性造成一定影響。由于橋梁斷面繞流復(fù)雜性，各類氣動(dòng)外形優(yōu)化措施均不具備渦振控制的普適性，主要是通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，耗時(shí)耗力。另外，由于渦振對(duì)阻尼較為敏感，增大阻尼可以縮小渦激振動(dòng)的鎖定風(fēng)速區(qū)間，顯著降低渦振的振幅，通過(guò)增大橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼也能控制橋梁的渦振。但阻尼器一般安裝至主梁內(nèi)部，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中受到梁高和內(nèi)部安裝空間的制約，存在安裝和維修養(yǎng)護(hù)困難問(wèn)題，其造價(jià)昂貴且無(wú)法適應(yīng)多階渦振。與前兩種控制措施相比，主動(dòng)流動(dòng)控制具有直接、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)。通過(guò)在流場(chǎng)中注入合適的擾動(dòng)，使之與流動(dòng)的內(nèi)在模式相互耦合達(dá)到控制渦振的目的。主動(dòng)流動(dòng)控制的氣動(dòng)措施包括結(jié)構(gòu)表面運(yùn)動(dòng)、吹/吸氣流動(dòng)控制等，其目標(biāo)是形成具有優(yōu)良品質(zhì)的橋梁斷面繞流特征，進(jìn)而提高橋梁的渦振性能。但當(dāng)前主動(dòng)吸氣控制方法只是基于有限的風(fēng)洞試驗(yàn)或數(shù)值模擬結(jié)果得到相對(duì)合理的吸/吹氣控制參數(shù)，如果要得到流動(dòng)最優(yōu)控制參數(shù)，需要對(duì)所有變量參數(shù)進(jìn)行組合研究，工作量巨大，風(fēng)洞試驗(yàn)或者數(shù)值模擬計(jì)算都難以承受。

鋼箱梁在抗風(fēng)性能以及跨越能力方面較其它斷面形式具有很大的優(yōu)越性，正成為跨越長(zhǎng)江、大海的大跨度橋梁加勁梁的主要結(jié)構(gòu)形式。由于受海上高濕度、高溫差的環(huán)境影響，鋼箱梁銹蝕問(wèn)題嚴(yán)重，鋼箱梁內(nèi)部往往需要配置良好的除濕系統(tǒng)。一般除濕機(jī)的再生空氣取自箱外，再排至箱外，利用干燥轉(zhuǎn)輪，空氣不斷除濕、不斷再生，周而復(fù)始，從而達(dá)到除濕效果。由除濕系統(tǒng)的工作原理可知，其與主動(dòng)流動(dòng)控制系統(tǒng)具有相似特點(diǎn)，均需要吸氣、吹氣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋼箱梁除濕抑渦一體流動(dòng)智能控制系統(tǒng)，本發(fā)明采用了代理模型可以很好地解決上述問(wèn)題。代理模型是機(jī)器學(xué)習(xí)的一種，可以在不降低計(jì)算精度的基礎(chǔ)上通過(guò)少量信息構(gòu)造一個(gè)數(shù)學(xué)模型，使該構(gòu)造模型的響應(yīng)預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算結(jié)果相近并滿足工程精度要求。