内置垂直格栅矩形TLD水箱液体晃动特征的CFD数值模拟

摘要

为研究内置垂直格栅矩形TLD(Tuned Liquid Damper)水箱在外加水平激励下液体的晃动特征，文章基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法，建立了相应的TLD水箱模型，并利用FLUENT软件进行液体晃动的力学性能数值模拟。将文章CFD数值模拟结果与已有类似试验的实验数据进行对比分析，进一步验证了CFD数值模拟结果的正确性。研究结果表明：(1)随底部水平外激励幅值的增加，液体晃动非线性逐步加剧，液体晃动幅度、阻尼比增大，无量纲水平控制力最大值逐步减小；(2)把垂直格栅放置在液体一阶晃动模态的归一化最大振幅处，能够有效地抑制液体晃动的非线性现象，垂直格栅放置位置越靠近水箱中部，TLD系统阻尼比越大；(3)随着TLD系统的水深比增大，内置垂直格栅构件的布置位置和尺寸相同时，TLD系统的阻尼比逐渐减小。

关键词

计算流体动力学 / TLD系统 / 内置格栅 / 液体晃动 / 阻尼比

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51925802,51778161,11972123); 长隆装配式建筑相关技术研究资助项目