(1)自激振动。结构物振动的能量来自水流,但水流的脉动却是结构物振动的直接后果。例如闸门止水有漏水的缝隙使止水振动,而止水的振动可使水流产生脉动。
(2)自控振动。水流的脉动激发结构物振动,而结构物的振动又对水流的脉动产生制约作用,这两种作用达到平衡,使振动呈相对稳定状态。如绕流物体后稳定的卡门涡街引起的物体振动。
(3)强迫振动。结构物的振动对水流脉动无明显反馈作用。例如波浪激发的建筑物振动,水跃激发的闸门振动等。
虽然现在计算技术得到了很大发展,但动力试验仍是解决水激振动的主要手段。一般通过结构动力试验研究的主要内容为:
(1)确定结构物在线弹性范围内的动力特性。如所有有意义的自振频率和相应的振型,它们的阻尼值。这些动力特性可由模型试验或由原型试验求得。
(2)确定各种特定荷载下的动力反应。如动应力和位移等。原型结构的动力试验主要有人工加振和利用自然振动两种措施。模型试验的动力试验目前主要有激振器和振动台两种方法。
水工建筑物的水弹性试验要求同时满足“动荷载”输入系统相似和结构动力响应系统相似,其结果将要求材料容重比尺等于1,弹性模量比尺等于模型几何比尺,阻尼比比尺等于1,泊松比比尺等于1,并合理地选取模拟范围,即边界条件要求相似。要完整地满足上述要求是相当困难的。一般只能使其中主要项目满足相似要求。
文献中也曾有人先将作用在水工结构物上的水流脉动载荷与结构物的自振特性分别定出,然后再用一般动力分析把二者结合起来从而得出水弹性振动特性,现在用这种办法的已逐渐减少。