地震下弧形闸门结构控制策略与三维简化模型研究

弧形闸门在水利工程中扮演着重要的角色，作为广泛使用的闸门类型，它们在地震作用下往往会经历剧烈的振动问题。这种振动主要是由于闸门侧缝处的射流与下游的紊动水流相互作用，形成自激振荡系统，导致结构不稳定。针对这一挑战，本文深入探讨了如何通过结构控制的方法来解决弧形闸门的振动问题。 作者吴永昂，作为一名专注于结构振动控制研究的学者，以有限元模型为研究基础。他首先对有限元计算结果进行了详尽的分析，目的是提取出结构中关键的低阶振型特征。在这个过程中，他将板结构转换为附加质量形式，并将其作用于相关的梁上，从而构建了一个三维简化模型。这种方法有助于减少复杂性，聚焦于影响结构动态性能的关键部分。 在建立简化力学模型时，遵循了三维有限元方法计算的结构动力特性与简化结构动力特性相等的原则。通过这种方式，作者能够确定一个等效的弧形闸门三维简化结构模型，以及相应的系统参数。这些参数对于理解和预测闸门在地震下的行为至关重要，因为它们反映了实际结构与简化模型之间的动力学对应关系。 关键词包括“弧形闸门”、“简化力学模型”和“粘滞阻尼器”，表明研究不仅关注理论模型的构建，还考虑了实际应用中的减振技术。粘滞阻尼器作为一种常见的结构控制手段，旨在通过吸收或耗散振动能量来抑制闸门的振动，提高其抗震性能。 这篇首发论文的核心内容是针对弧形闸门在地震作用下的振动问题，提出了一种基于结构控制的解决方案，通过有限元分析和简化模型，为实际工程设计提供了理论依据和技术支持，对于提升水利工程的安全性和耐震能力具有重要意义。