涡街型调谐液体阻尼器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种经济实用，减震效果较好的涡街型调谐液体阻尼器。本实用新型包括容器、圆形钝体、流线体、水体和矩形隔板。利用卡门涡街原理，布置圆形钝体，使得水体绕流形成涡街，增加动水压力，提高能耗。利用调谐液体阻尼减震机理，在传统调谐液体阻尼器基础上，布置矩形隔板和流线体，增大水体流动路径，加快流速，提高旋涡脱落阶段的水体晃动阻尼，以改善深水箱调谐液体阻尼器的减震效果。
【专利说明】涡街型调谐液体阻尼器【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种通过在深水箱中布置钝体，增大水体流通路径形成卡门涡街，从而增加能耗，提高减震效果的涡街型调谐液体阻尼器，属于土木工程振动控制领域。
【背景技术】
[0002]近年来，结构振动控制技术在土木工程领域得到广泛研究与应用，各种阻尼器已成功应用于减小建筑结构的风振和地震反应。调谐液体阻尼器(TLD)作为新型结构减震装置，相比其他的减震装置具有很多优点:(1)经济:基本上不增加或只增加很少的土建费用就可以达到减震的目的；(2)简单易行:可方便地将盛水容器放置在建筑物上；(3)适合于短期和长期使用；(4)较少的维护费用；(5)多用途:利用水箱可同时作为供水装置和阻尼器。
[0003]TLD依据水箱内水深与水箱振动方向长度的比值可分为浅水箱和深水箱。浅水箱，较相同质量的深水水箱减振效果更加理想，但理论模型不成熟，用途单一，造价较高，占地空间大。而深水箱，理论模型成熟，造价较低，既可做阻尼器又可做消防及生活用水，但减震效果欠佳。
[0004]流体绕流一个无限长的圆柱体时，将发生边界层分离，并在柱后形成旋涡，增大机械能量的损失。实验证明，在流体雷诺数Re=60~5000的范围内，圆柱体后面出现两串平行反向涡旋。两列旋涡中上面的一列均按顺时针方向旋转，下面的一列循逆时针方向旋转；上下两列的旋涡交替地排列着。这种整齐排列着像街道一样的旋涡列被称为“卡门涡街”。本实用新型通过在深水箱中布置钝体，使得水体在荷载作用下形成卡门涡街，增大流动阻力，从而大大增加耗 能，同时水体流经钝体前后压差较大，从而增加动水压力，因此深水箱减震效果得以大大改善。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种利用卡门涡街与调谐液体阻尼减振机理的涡街型调谐液体阻尼器。
[0006]本实用新型提出的涡街型调谐液体阻尼器，由容器1、圆柱形钝体2、流线体3、水体4和矩形隔板5组成，其中:容器I内一侧设置圆柱形钝体2，另一侧设置流线体3，在圆柱形钝体2和流线体3之间设置若干矩形隔板5，所述矫形隔板5位于容器I中部，容器I内放置水体4，水体4在容器I内的振荡类似于调谐液体阻尼器，液体相互摩擦耗能，对容器I侧压力提供结构回复力，减少结构响应。在荷载作用下，水体4流经圆柱形钝体2，形成卡门涡街，矩形隔板5使得水体4在涡街衰退，恢复初始流动状态时，流通路径得以增加，提高晃动阻尼。流线体3的布置加快水体4流动速度，增加水体4往复运动的晃动阻尼。
[0007]本实用新型中，所述容器I为深水箱，容器I中水体4的深度与容器I振动方向的长度比值大于1/8，
[0008]本实用新型中，所述容器I可通过固定装置与被减振结构相连，将阻尼器安装在结构上达到耗能减振效果。
[0009]本实用新型中，所述涡街型调谐液体阻尼器的容器1、圆柱形钝体2、流线体3、矩形隔板4的尺寸及具体布置位置，需根据被减震结构及其所受荷载具体情况，通过专门的结构减震分析来确定。
[0010]相比现有技术，本实用新型的优点如下:
[0011](I)本实用新型即可做阻尼器又可做消防及生活用水，用途广泛，经济实用。
[0012](2)本实用新型利用卡门涡街形成原理，提高深水箱调谐液体阻尼器的能耗，使得其减震效果得以改善。
[0013](3)本实用新型相比浅水箱调谐液体阻尼器，节约大量建筑使用空间。
[0014](4)本实用新型制作工艺简单，构造明了，易于安装，便于推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例的试验装置三维立体图，
[0016]图2为水体绕流涡街示意图。
[0017]图中标号:1为容器1、2为圆柱形钝体、3为流线体、4为水体、5为矩形隔板。【具体实施方式】
[0018]本实用新型由容器1、圆柱形钝体2、流线体3、水体4和矩形隔板5等部分组成。水体3在长方体容器I内振荡，其作用机理类似于调谐液体阻尼器，液体相互摩擦耗能，对容器侧压力提供结构回复力，减少结构响应。为了消除边界对于圆柱周围流场的影响，在容器I 一侧布置圆柱形钝体2。在荷载作用下，水体4流经圆柱形钝体2，形成卡门涡街，能耗大大增加。在容器I中部布置多个矩形隔板5，使得水体4在涡街衰退，恢复初始流动状态时，流通路径得以增加，提高晃动阻尼。在容器I另一侧布置流线体3，加快水体4流动速度，增加水体4往复运动的晃动阻尼。容器I可通过固定装置与被减振结构相连，将阻尼器安装在结构上达到耗能减振效果。涡街型调谐液体阻尼器的容器1、圆柱形钝体2、流线体
3、矩形隔板4的尺寸及具体布置位置，需根据被减震结构及其所受荷载具体情况，通过专门的结构减震分析来确定。
[0019]图1为本实用新型试验装置的三维立体图，如图所示，容器I为深水箱，水体4深度与容器I震动方向的比值大于1/8。水体4可以采用消防及生活用水。水体4对容器I侧压力提供结构回复力，减小结构振幅。圆柱形钝体2固定于容器I 一侧，根据被减震结构所受荷载实际情况，确定具体尺寸及布置方式，从而控制水体4雷诺数，形成卡门涡街，增加能耗，改善减震效果。矩形隔板5固定在容器I中部，增加水体流通路径，增大晃动阻尼。流线体3固定在容器I另一侧，加快水体4流动速度，增加往复运动的持续时间，从而增加能耗。
[0020]上述的对实施例的描述是为便于该【技术领域】的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种涡街型调谐液体阻尼器，由容器(I)、圆柱形钝体(2)、流线体(3)、水体(4)和矩形隔板(5)组成，其特征在于:容器(I)内一侧设置圆柱形钝体(2)，另一侧设置流线体(3)，在圆柱形钝体(2)和流线体(3)之间设置若干矩形隔板(5)，所述矩形隔板(5)位于容器⑴中部，容器⑴内放置水体⑷；所述容器⑴为深水箱，容器⑴中水体⑷的深度与容器(I)振动方向的长度比值大于1/8 ;所述容器(I)通过固定装置与被减振结构相连。
【文档编号】F16F9/10GK203603293SQ201320654762
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】鲁正, 周冠华, 李一鸣, 花嘉嘉 申请人:同济大学