收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

空间结构数值风洞模拟与流固耦合风致响应

李华峰  
【摘要】: 结构轻量化、大型化、造型复杂化给空间结构风工程研究提出严峻挑战。以索膜结构等为代表的风敏感结构的风损问题十分明显,风荷载成为此类建筑物控制设计的主要荷载之一。如何计算风对风敏感结构的作用已成为理论与工程界关注的热点问题。本文基于计算流体动力学和计算结构动力学理论,对空间结构风工程研究涉及的关键领域进行了研究。 在充分考虑Navier-Stokes方程中各子项的作用的前提下,将压力修正法及Taylor-Hood单元引入Taylor-Galerkin有限元法,推导出基于二阶Taylor-Galerkin有限元法的不可压缩粘性流动的求解策略,并借助VC++编程实现了该求解策略对二维方腔拖曳流和平面Poissulie流动的数值模拟。将模拟结果与标准数据及相关文献发表数据比较显示,本文推导的求解策略成功的解决了Taylor-Galerkin有限元法求解粘性不可压缩流动时压力场伪振荡的难题。 阐述了计算风工程的基本理论和计算方法,在对计算流域确定、边界条件选取、湍流模型选择、求解参数设置等问题进行了深入研究的基础上,借助计算流体动力学软件FLUENT,对某大型复杂空间结构进行了多工况数值风洞模拟,得到了结构体表风载体型系数,统计了结构体表分块体型系数,总结了当存在阻挡物时目标结构周围风场和体表风载体型系数的变化规律。通过与相应风洞试验结果进行对比分析表明,采用计算流体动力学方法进行建筑物风荷载的数值模拟是可行的。 对张拉索膜结构流固耦合分析所涉及的关键问题作了详细的阐述,构建了迭代耦合法的计算理论框架。基于计算风工程的基本理论和计算方法,借助ADINA软件对若干典型体型索膜结构作了流固耦合风致响应分析,归纳了风荷载作用下各典型体型索膜结构有效应力响应、位移响应及结构表面风压分布的规律。最后,对实际工程——首都国际机场南线收费站进行了流固耦合风致响应分析,分析了收费站膜结构屋盖在风荷载作用下结构有效应力响应和位移响应随时间的变化规律。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 章明灿;黄新良;季俊杰;;大跨结构屋盖风致响应状态Newmark法[J];低温建筑技术;2007年03期
2 甘凤林;杨振伟;代晓光;;基于谐波合成法的输电塔线体系风致响应分析[J];电网技术;2009年18期
3 沈国辉;孙炳楠;楼文娟;;求解建筑结构风致抖振问题的方法分析[J];浙江大学学报(工学版);2007年01期
4 赵松林;;新型超高层结构体系的抗风设计研究[J];山西建筑;2009年23期
5 赵松林;;弧形超高层建筑的抗风设计研究[J];山西建筑;2010年19期
6 徐安;吴玖荣;傅继阳;;广州西塔风效应的风洞试验与现场实测研究[J];武汉理工大学学报;2010年09期
7 韩志惠;周晅毅;顾明;张安安;张伟育;方卫;;世博轴阳光谷结构风致响应分析及频域时域方法计算结果比较[J];振动与冲击;2011年05期
8 柯世堂;葛耀君;赵林;张军锋;;大型冷却塔结构的等效静力风荷载[J];同济大学学报(自然科学版);2011年08期
9 叶丰,顾明;估算高层建筑顺风向等效风荷载和响应的简化方法[J];工程力学;2003年01期
10 顾明;朱川海;;体育场主看台弧形挑篷气弹模型风洞试验和响应特性[J];土木工程学报;2006年10期
11 孙逊;倪振华;谢壮宁;;以Lanczos向量直接叠加法确定圆拱顶屋盖风致响应[J];力学季刊;2006年04期
12 蒋友宝;刘群;;一种基于可靠度分析的简化风振系数[J];工业建筑;2008年S1期
13 乔文涛;陈志华;韩庆华;;平面张弦梁结构风致响应的频域分析[J];天津大学学报;2008年11期
14 梁枢果;邹良浩;韩银全;赵林;谢强;葛耀君;李杰;;输电塔-线体系完全气弹模型风洞试验研究[J];土木工程学报;2010年05期
15 赵昕;林祯杉;孙华华;;超高层建筑形态空气动力学优化方法应用综述[J];结构工程师;2011年03期
16 李庆祥;冯若强;;组合网壳屋盖结构风振响应分析及等效静风荷载[J];防灾减灾工程学报;2011年04期
17 周印,顾明,江欢成,花炳灿;高层建筑气动模型的模态形状修正[J];工程力学;1999年04期
18 顾明;叶丰;;高层建筑风致响应和等效静力风荷载的特征[J];工程力学;2006年07期
19 顾明;叶丰;;高层建筑风致响应的简化分析方法[J];工程力学;2006年08期
20 李寿英;王晓;陈政清;刘光栋;;某骨架支承式膜结构屋盖的等效静力风荷载研究[J];建筑结构;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李正农;苏万林;罗叠峰;;湍流对高层建筑风致响应影响的风洞试验研究[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2010年
2 薛松涛;钱宇音;陈镕;王远功;;风速谱的分析研究及风致响应的计算分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
3 黄明开;倪振华;谢壮宁;;里兹向量直接叠加法在圆拱顶屋盖风致响应分析中的应用[A];第十一届全国结构风工程学术会议论文集[C];2004年
4 周晅毅;顾明;黄友钦;商承志;黄鹏;;某挑篷结构风致振动分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
5 姚泽良;白国良;党发宁;李晓文;;钢桁架-钢筋混凝土管柱结构风致响应试验研究[A];第三届全国城市与工程安全减灾学术研讨会论文集[C];2010年
6 汪大海;李杰;谢强;;输电线路导线风振动张力模型研究[A];随机振动理论与应用新进展——第六届全国随机振动理论与应用学术会议论文摘要集[C];2008年
7 鲍侃袁;孙炳楠;沈国辉;;大型双曲冷却塔三塔干扰风洞试验研究[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
8 李正农;苏万林;刘艳萍;;高层建筑风致响应实测测点的优化布置研究[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集(下册)[C];2009年
9 毛文俊;刘锡良;;点式玻璃幕墙组合式柔性支承结构风致响应研究[A];第15届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2006年
10 毛文俊;刘锡良;;点式玻璃幕墙鱼腹式柔性支承结构风致响应研究[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王莺歌;塔式太阳能定日镜结构风荷载特性及风致响应研究[D];湖南大学;2011年
2 沈国辉;大跨度屋盖结构的抗风研究[D];浙江大学;2004年
3 江勇;大跨柔性点支式幕墙及采光顶等效风荷载和风致响应研究[D];同济大学;2006年
4 蒋友宝;斜拉双层柱面网壳结构可靠度计算及设计方法探讨[D];东南大学;2006年
5 杨有根;高层建筑的抗风实测分析与大跨度屋盖的风致响应研究[D];湖南大学;2007年
6 潘峰;大跨度屋盖结构随机风致振动响应精细化研究[D];浙江大学;2008年
7 鲍侃袁;大型双曲冷却塔的风荷载和风致响应理论分析与试验研究[D];浙江大学;2009年
8 宫博;定日镜和幕墙结构的抗风性能研究[D];湖南大学;2012年
9 李寿科;屋盖开孔的近地空间建筑的风效应及等效静力风荷载研究[D];湖南大学;2013年
10 章李刚;大型复杂建筑结构风致效应及等效静力风荷载研究[D];浙江大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林翔;厦门市信息文化传播中心高层建筑结构风致响应研究[D];厦门大学;2013年
2 陆健;双曲线型冷却塔的风致响应分析[D];合肥工业大学;2013年
3 苏万林;高层建筑风致响应实测测点的优化布置研究[D];湖南大学;2009年
4 杨明;高层建筑风荷载及风致响应研究[D];湖南大学;2013年
5 程睿;考虑弯扭耦合的柔性高层建筑风致响应研究[D];浙江大学;2014年
6 王宁博;大型双曲冷却塔风致响应和等效风荷载研究[D];浙江大学;2011年
7 孔鹏;高层建筑等效静风荷载及结构风致响应研究[D];华南理工大学;2012年
8 潘忠岳;高层建筑的风致响应及风荷载规范比较研究[D];湖南大学;2012年
9 吴本刚;高层建筑实测风环境和风致响应的非平稳性分析研究[D];广州大学;2012年
10 刘迅;基于健康监测的国家游泳中心风荷载和风致响应研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978