CN115195954A - 一种具有对称开孔形式的阻尼装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有对称开孔形式的阻尼装置，包括斜撑、浮筒和至少两层上下叠加的阻尼板，所述浮筒的一端固定于最上层所述阻尼板中心，上下两层所述阻尼板之间设有用于在阻尼板之间形成间隙的支撑梁，所述斜撑的一端固定于所述支撑梁，所述支撑梁另一端固定在所述浮筒的侧面，每层所述阻尼板上分别设有多个开孔，上下相邻两层所述阻尼板的开孔错位。本发明所公开的阻尼装置，水动力性能优良，阻尼效应好。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有对称开孔形式的阻尼装置。
背景技术
随着世界经济的发展和人类对海洋开发的加速，人类的生存和发展将越来越多的依赖海洋，海洋资源的开发和利用都离不开海洋平台。远海区域的工程建设项目日益增多，对海洋风能的开发也正处于快速发展时期。随着人们越来越走向深海以及对深水风能开发利用的加速，越来越多的深水浮式平台将投入使用。浮式平台在海洋中长期处于恶劣复杂的环境载荷的作用下，由于运动响应过大而造成结构发生破坏的情况时有发生，造成了巨大的经济损失和环境污染。在浮式平台上的阻尼板以其简单的结构形式和较好的运动抑制效果吸引了研究人员的极大关注，在浮式平台上应用非常广泛。常见的阻尼板结构形式比较简单，阻尼效果较差。
发明内容
本发明提供了一种具有对称开孔形式的阻尼装置，具有水利性能优良，阻尼效果好的优点。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有对称开孔形式的阻尼装置，包括斜撑、浮筒和至少两层上下叠加的阻尼板，所述浮筒的一端固定于最上层所述阻尼板中心，上下两层所述阻尼板之间设有用于在阻尼板之间形成间隙的支撑梁，所述斜撑的一端固定于所述支撑梁，所述支撑梁另一端固定在所述浮筒的侧面，每层所述阻尼板上分别设有多个开孔，上下两层所述阻尼板的开孔错位。
更进一步地，每块所述阻尼板都由多个面板拼接而成，相邻所述面板之间都设有支撑梁，且每层所述阻尼板相邻所述面板之间共用一道支撑梁。
更进一步地，所述阻尼板为正6边形或扇形，由6块所述面板侧边依次相连而成。
更进一步地，每块所述面板上都设有多个开孔。
更进一步地，上下相邻两所述阻尼板上下对应的面板上都设有开孔，上下对应的所述面板上的开孔呈轴对称设置。
更进一步地，所述阻尼板设有两层。
更进一步地，所述支撑梁的一端固定于所述浮筒的侧面，所述支撑梁、所述浮筒及所述斜撑组成三角形结构。
本发明的技术效果为：开孔后的阻尼板可以增加阻尼板的边缘长度，在平台运动时，阻尼板开孔边缘处诱导了旋涡的生成，边缘附近流体发生了流动分离，增加了流体的边界层分离效应，使阻尼板运动时所受到的阻尼增大，阻尼板的开孔会增强阻尼板边缘处旋涡的生成量，使水流能量耗散增大，从而消耗掉更多的平台运动能量。
另外，由于流体的狭管效应，阻尼板相对海水向上运动时，其上面板的开孔处水流相对于阻尼板的速度会增加，而与上面板的开孔位置对应的下面板相应位置处是未开孔的，这样与下面板接触处的水流相对速度会增大，如附图3所示，对下面板的阻力会增加，对平台运动抑制效果会增强，整个阻尼装置耗散掉的平台运动能量会增大，有益于减小平台的整体运动响应。当阻尼板相对海水向下运动时，流体对阻尼板的作用与此类似。
本发明的多层阻尼板与传统阻尼板相比，能产生更明显的阻尼效应，消耗掉更多的平台运动能量，对平台运动响应的抑制作用更强，能够提高平台在复杂海况下的综合生存能力。
附图说明
图1是本发明一个优选实施例的立体示意图。
图2是本发明一个优选实施例中双层阻尼板的结构示意图。
图3是本发明一个优选实施例中双层阻尼板上水流的相对运动示意图。
附图标记：浮筒1；上阻尼板2；下阻尼板3；上阻尼板开孔4；下阻尼板开孔5；斜撑6；支撑梁7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例，如图1到图3所示，本发明公开了一种具有对称开孔形式的阻尼装置，阻尼板为多层复合型结构，典型的如双层复合结构。下面的介绍主要基于双层复合阻尼板进行介绍，但本发明不限于双层结构，可根据指导原则推广至多层复合结构。本实施例是典型的双层复合阻尼板，上下层具有对称开孔的结构形式，每一步的具体实施如下：
如图1所示，双层阻尼板的阻尼装置，分别上阻尼板2和下阻尼板3，两者上下叠加，并在竖直方向上设有一定的间隙。每块阻尼板都是由6块面板侧边依次相连而成的正六边形或扇形，上阻尼板2上的每个面板和下阻尼板3上的面板都上下对应，且面板的两侧边都焊接在支撑梁7上。支撑梁7设有六个，且上阻尼板2和下阻尼板3上的相对应的面板共用支撑梁7，以形成上阻尼板2和下阻尼板3之间的间隙。支撑梁7的一端焊接在浮筒1上。斜撑6的一端固定在支撑梁7上，另一端固定在浮筒1的侧面。浮筒1、斜撑6及支撑梁7组成三角形结构，增加了整个装置的稳定性。浮筒1的一端固定与最上层阻尼板的中心。
每一块面板上都设有多个一字排开的开孔，每一组所对应的上阻尼板开孔4和下阻尼板开孔5形成错位，并且以俯视角度观察，每一组上阻尼板开孔4和下阻尼板开孔5相对于两阻尼板水平某轴呈轴对称。本实施例中，开孔的数量为3个，在一些其他实施例中，可根据实际工况需要，来设计多个开孔数量。
每层阻尼板的厚度一致，且在两支撑梁7之间的阻尼板厚宽比为1~5:60~100。
阻尼板由钢板焊接加工而成或由钢筋混凝土预制而成。
本发明所公开的阻尼装置阻尼效果较好的原理为：
开孔后的阻尼板可以增加阻尼板的边缘长度，在平台运动时，阻尼板开孔边缘处诱导了旋涡的生成，边缘附近流体发生了流动分离，增加了流体的边界层分离效应，使阻尼板运动时所受到的阻尼增大，阻尼板的开孔会增强阻尼板边缘处旋涡的生成量，使水流能量耗散增大，从而消耗掉更多的平台运动能量。
另外，由于流体的狭管效应，阻尼板相对海水向上运动时，其上阻尼板的开孔处水流相对于阻尼板的速度会增加，而与上阻尼板2的开孔位置对应的下阻尼板3相应位置处是未开孔的，这样与下面板接触处的水流相对速度会增大，如附图3所示，对下阻尼板3的阻力会增加，对平台运动抑制效果会增强，整个阻尼装置耗散掉的平台运动能量会增大，有益于减小平台的整体运动响应。当阻尼板相对海水向下运动时，流体对阻尼板的作用同样如此。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (7)
1.一种具有对称开孔形式的阻尼装置，其特征在于：包括斜撑、浮筒和至少两层上下叠加的阻尼板，所述浮筒的一端固定于最上层所述阻尼板中心，上下两层所述阻尼板之间设有用于在阻尼板之间形成间隙的支撑梁，所述斜撑的一端固定于所述支撑梁，所述支撑梁另一端固定在所述浮筒的侧面，每层所述阻尼板上分别设有多个开孔，上下两层所述阻尼板的开孔错位。
2.根据权利要求1所述的具有对称开孔形式的阻尼装置，其特征在于：每块所述阻尼板都由多个面板拼接而成，相邻所述面板之间都设有支撑梁，且每层所述阻尼板相邻所述面板之间共用一道支撑梁。
3.根据权利要求2所述的具有对称开孔形式的阻尼装置，其特征在于：所述阻尼板为正6边形或扇形，由6块所述面板侧边依次相连而成。
4.根据权利要求2所述的具有对称开孔形式的阻尼装置，其特征在于：每块所述面板上都设有多个开孔。
5.根据权利要求2所述的具有对称开孔形式的阻尼装置，其特征在于：上下相邻两所述阻尼板上下对应的面板上都设有开孔，上下对应的所述面板上的开孔呈轴对称设置。
6.根据权利要求2所述的具有对称开孔形式的阻尼装置，其特征在于：所述阻尼板设有两层。
7.根据权利要求1所述的具有对称开孔形式的阻尼装置，其特征在于：所述支撑梁的一端固定于所述浮筒的侧面，所述支撑梁、所述浮筒及所述斜撑组成三角形结构。
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