[发明专利]一种环形调谐液柱阻尼器结构设计方法、装置和设备

权利要求书

1.一种环形调谐液柱阻尼器结构设计方法，其特征在于，所述方法包括：

建立风机塔筒的有限元数值仿真模型，通过对所述有限元数值仿真模型进行模态分析，确定风机塔筒的一阶弯曲自振频率以及相应的结构模态质量；

通过预设质量比值和所述一阶弯曲自振频率计算环形调谐液柱阻尼器的调谐频率，所述预设质量比值是环形调谐液柱阻尼器中的液体质量与所述结构模态质量之比；

从环形调谐液柱阻尼器的竖直段液柱中确定第一条形液柱和第二条形液柱，所述第一条形液柱是环形调谐液柱阻尼器沿激励方向在外壳直径上相对的液柱，所述第二条形液柱是环形调谐液柱阻尼器中与所述第一条形液柱相邻且在同一侧的相对液柱；

初始化第一条形液柱之间的第一水平长度和第二条形液柱之间的第二水平长度；

建立环形调谐液柱阻尼器中的液体深度、所述第一水平长度、所述第二水平长度和所述调谐频率之间的第一数值关系，并基于所述第一数值关系确定所述液体深度；

建立所述液体质量、所述液体深度、所述第一水平长度、所述第二水平长度和其他结构参数之间的第二数值关系，并基于所述第二数值关系确定所述其他结构参数，所述其他结构参数包括环形调谐液柱阻尼器的外壳半径、内壳半径、水平通道高度、内壳高度和外壳高度；

将所述第一水平长度、所述第二水平长度和所述其他结构参数作为阻尼器结构参数开展风机塔筒-环形调谐液柱阻尼器的双向流固耦合数值计算，得到减振指标；

判断所述减振指标是否满足预设减振条件，若满足则输出所述阻尼器结构参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成的环形调谐液柱阻尼器中的液体深度、所述第一水平长度、所述第二水平长度和所述调谐频率之间的第一数值关系如下式：

式中，χ表示频率修正系数，预设χ＝1，η表示横截面积比，预设η＝1，H₁表示所述第一水平长度，H₂表示所述第二水平长度，f_f表示所述调谐频率，g表示重力加速度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述基于所述第二数值关系确定所述其他结构参数之前，所述方法还包括：

通过下式计算初始长度比p

式中，H₁表示所述第一水平长度，V表示所述液体深度；

判断所述初始长度比是否落在[0.5，0.6]范围内；

若没有落在[0.5，0.6]范围内，则重新初始化所述第一水平长度和所述第二水平长度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，建立的所述第二数值关系包括：m_f＝8A_VV+A_HH₁+2A_HH₂，

式中，m_f表示所述液体质量，A_V表示某个条形液柱的横截面积，A_H代表对应的等效TLCD水平段液柱的横截面积，R₁和R₂分别表示环形调谐液柱阻尼器的外壳半径和内壳半径，B₃表示环形调谐液柱阻尼器的水平通道高度，V表示液体深度；

所述基于所述第二数值关系确定所述其他结构参数，包括：

将所述液体质量、所述液体深度、所述第一水平长度和所述第二水平长度代入所述第二数值关系，计算环形调谐液柱阻尼器的外壳半径、内壳半径和水平通道高度；

通过所述液体深度的预设倍数确定环形调谐液柱阻尼器的外壳高度；

基于所述外壳高度和所述水平通道高度的差值计算环形调谐液柱阻尼器的内壳高度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过所述阻尼器结构参数创建流体动力学模型；

将所述液体深度与预设补偿相加，得到补偿液体深度；

将所述补偿液体深度输入所述流体动力学模型进行自由衰减振动模拟，找到所述调谐频率对应的模拟液体深度；

利用所述模拟液体深度更新所述液体深度的数值；

通过更新后的液体深度和所述液体质量之间的关系修正所述阻尼器结构参数。