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基于速度势法的水电站进水塔弯曲自由振动解析解
  • ISSN号:1672-1683
  • 期刊名称:《南水北调与水利科技》
  • 时间:0
  • 分类:TV312[水利工程—水工结构工程]
  • 作者机构:[1]西安理工大学,西安710048, [2]西安市水利规划勘测设计院,西安710054
  • 相关基金:国家自然科学基金(51179154;51479165)
中文摘要:

介绍了基于速度势解析算法求解水电站进水塔在水中弯曲自由振动的方法。分析进水塔的主要受力特点,为引入流体速度势解析算法对结构进行简化和假设。以分布参数梁体系推导得到无水时进水塔弯曲自由振动频率方程,根据速度势拉普拉斯方程确定了所求解问题的边界条件,通过内外水压力表达式建立进水塔的弯曲自由振动方程。推导振动方程得到频率方程,经过数学软件编程求解,最终可得到结构振型和频率。推导过程表明流体速度势法是将水体转化成与塔体振型相关的质量附加于结构,从而影响结构的振动。与数值方法对比和探讨,分析了两者异同,提出本文方法适用范围。结果表明,本文解法可以引入内外含水矩形横截面进水塔的弯曲自由振动问题的求解,为下一步进水塔地震响应分析提供一种新的思路。

英文摘要:

This paper intr oduces the velocity potential analysis method for solving the free bending vibration of an intaketower in water in a hydroelectr ic power station.It analyzes the basic mechanical characteristics of an intaketower and makes some simplification and hypothesis for the structure in order to introduce the velocity potential analysis method.The frequency equation of the free bending vibration of a standalone intaketower is derived from the distribution parameter beam system.The boundaryconditions of the problem are determined according to the Laplace equation of the velo city potential.The bending vibration equation of the intaketower is established via the expression of internal and external water pressure.The fr equency equation is derived from the vibration equation.The structural vibration mode and frequency can be obtained through mathematical software programming.The derivation shows that the fluid velocity potential method converts the water into added mass that is asso ciated with the vibration mode of the tower and thus affects the vibration of the structure.This paper then compares this method with the numerical method,analyzes their similarities and differences,and proposes the scope of application of this method.Results show that this method can be used to solve the free bending vibration problem of intake towers with a rectangular crosssection and water on both the inside and the outside,and provides a new way of thinking for further analysis of the seismic response of intaketowers.

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期刊信息
  • 《南水北调与水利科技》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:河北省南水北调工程建设委员会办公室
  • 主办单位:河北省水利科学研究院
  • 主编:马静(执行)
  • 地址:石家庄市泰华街310号
  • 邮编:050057
  • 邮箱:nsbdqk@263.net
  • 电话:0311-85020535
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-1683
  • 国内统一刊号:ISSN:13-1334/TV
  • 邮发代号:18-191
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,2010-2011年度河北省科技类“...,第2届北方优秀期刊,2004-2005年度,2006-2007年度,2008-2009年度连续三届河北省优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:7681