TLD(Tuned Liquid Damper,调频液体阻尼器)作为一种被动振动控制装置,已越来越普遍地应用在高层建筑和高耸结构中,以减轻或控制受控结构对风荷载或地震作用的振动反应。TLD通过其容器内部液体(通常是水)的晃动来耗散能量。但单依靠TLD中液体自身的晃动不足以达到结构控制设计所要求的阻尼水平,为此常通过在水箱中增加内置阻尼装置来提高TLD系统的固有阻尼,以提高TLD系统的鲁棒性和有效性。但目前该类内置阻尼装置TLD系统的振动特征尚未得到比较深入的研究,还没有比较成熟的设计标准或指南,供结构设计人员进行带此类被动控制装置的高层建筑或高耸结构进行抗风和抗震设计作为参考。CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)方法是对TLD自身在外加激励作用下的振动特征进行研究的一种经济有效的数值模拟仿真工具。其主要优点是可以节省模型试验所需要的时间和费用,因此本论文采用基于CFD的研究方法,对内置阻尼装置的TLD系统在底部正弦激励作用下的振动特性进行综合化参数化分析和研究。为了评估和验证CFD方法对内置阻尼装置的TLD系统的振动特征进行模拟仿真分析的有效性,本文首先选取现有文献中2个纯水箱TLD和4个内置上述类型阻尼装置TLD的模型试验结果,分别将其侧壁波高、水平控制力、阻尼比试验结果与本文的CFD数值模拟进行对比分析。数值模拟结果与试验结果基本一致,验证了本文所采用的CFD数值模拟方法的合理性及可行性。在此基础上,以矩形水箱TLD系统为例,采用CFD数值模拟方法,通过改变TLD系统本身和内置阻尼装置的结构参数,对内置阻尼装置TLD系统,当底部激励为正弦位移激励作用时的振动特性进行了参数化分析。TLD系统本身参数包括TLD系统的水深比、底部正弦激励幅值,内置阻尼装置结构参数包括:(1)水箱底部内置竖直挡板的位置和个数、竖直挡板高度;(2)水箱侧壁对称布置的水平挡板离水箱底部高度、侧壁水平挡板长度;(3)内置矩形立柱间距、内置立柱截面尺寸。振动特征分析结果包括TLD系统液体晃动的侧壁波高、底部水平控制反力、TLD系统阻尼比和固有频率。其中内置竖直挡板的模拟分析工况共计有120种,内置水平挡板的模拟分析工况共计有65种,内置矩形立柱的模拟分析工况共计有54种。通过上述大量CFD数值模拟仿真结果的分析与对比,讨论了内置带上述三种阻尼装置的TLD系统,其内部产生液体晃动附加阻尼的构件尺寸、位置、数目等因素与TLD系统的运动特性(侧壁波高、底部水平控制反力)、阻尼特性(系统阻尼比和固有频率)之间的关系,部分CFD数值模拟结果(包括TLD固有频率)还与按势流理论分析的结果进行了对比分析,结合TLD系统自由液面形态CFD模拟的分析,初步阐明了本文所述各类TLD系统中液体晃动的工作机理。大量参数化分析研究结果表明:通过有效选择内置阻尼结构的参数,可以有效地增加TLD系统的附加阻尼比,减小TLD系统内液体晃动的幅度和水箱底部的控制反力,同时还可以仅通过适当调整内置阻尼结构的参数,很方便地对TLD系统的固有频率进行一定范围内的调谐。上述研究成果对顶部布置有此类阻尼装置的TLD系统的高层建筑,在风荷载或地震作用下的振动控制设计具有一定的参考价值。