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地面雷达天线罩风荷载数值模拟与结构分析

靖峰  
【摘要】:地面雷达天线罩是雷达系统的重要组成部分,能够使雷达天线避免受到外部环境的干扰和破坏。风荷载是雷达罩结构设计的主要荷载之一,如何分析计算风荷载对雷达天线罩结构的作用,已成为雷达罩载荷分析的重要环节之一。本文基于Fluent CFD商业软件和ANSYS结构分析软件,分别对3/4截球形雷达罩外流场进行数值模拟和雷达罩结构分析。 本文选取标准K-ε、RNGK-ε、SSTK-ω三种湍流模型分别进行雷达罩风载荷数值模拟。通过结果比对和湍流模型理论分析得出RNGK-ε更适合本文研究情况。发现雷达罩迎风面和侧面风压分布呈规则的圆形环状分布,背风面风压分布不规则。分析了20m/s和36m/s风速下雷达罩的风压分布和流场的特点,不同风速下的风压分离点不同,两种风速下的风压系数分布趋势一致。在两种风速下,背风面的风压系数偏差要比迎风面的风压系数偏差大。 数值模拟风压分布与风洞试验的结果对比,发现罩体迎风面±±-300范围以及罩体顶部位置能够较好的与风洞试验相符,罩体背风面和罩体底部风压与风洞试验最大偏差60%。 通过Fluent得到雷达罩风压分布之后,把其导入到ANSYS结构分析软件中,进而分析风荷载作用下雷达罩的结构特性。并与风洞试验风压分布函数计算结果和建筑结构规范的风压公式计算结果比较。得到三者的结果基本一致,数值模拟风压得到的结果与风洞试验风压函数的计算结果更加相近。


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