基于ADINA的門機風載流固耦合分析與碰撞動力學(xué)研究.pdf

1、針對沿海港口氣候條件復(fù)雜,常年面臨強臺風、強陣風的特殊環(huán)境,本文對港口門座起重機進行了數(shù)值風洞的流固耦合建模與分析,并分析了兩臺門機在風場中的相互影響,從而提出了利用多臺起重機聯(lián)合防風的策略。同時,對兩臺門機沿軌道滑行碰撞的情形進行了模擬分析,為沿海各港口在軌道起重機滑行碰撞分析方面提供理論方法與技術(shù)支持。
　　 本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
　　 (1)港口起重機風場特征研究與CFD理論分析
　　 通過

2、對風場的基本特征以及其特征的數(shù)學(xué)描述方式進行介紹,闡述了目前在數(shù)值計算領(lǐng)域常用的風場特征的描述方法。同時,通過對計算流體動力學(xué)(CFD)的基本方程及常用湍流數(shù)值模擬方法的分析,確定了適合本研究中采用的風載數(shù)學(xué)模型。
　　 (2)流固耦合理論研究與求解方法
　　 通過對流固耦合理論的原理進行闡述,對流固耦合分析中的關(guān)鍵理論問題進行了詳細分析與研究,包括拉格朗日-歐拉法的原理、流固耦合運動控制方程、耦合界面的邊界條件、流固接

3、觸界面上的數(shù)據(jù)傳遞以及耦合方程的求解等。
　　 (3)碰撞振動工程的理論研究
　　 通過對多剛體動力學(xué)理論的原理、運動學(xué)方程與數(shù)值求解方法、結(jié)構(gòu)碰撞所遵循的守恒方程與邊界條件等理論進行研究,對實際碰撞仿真模擬過程中的非線性特征、沙漏控制方法、相關(guān)接觸界面的處理以及接觸界面上摩擦力的計算進行了分析。
　　 (4)單臺與多臺起重機有限元流固耦合模型的計算
　　 通過對起重機進行計算流體動力學(xué)的數(shù)值分析與模擬,

4、計算出了在不同工況下起重機結(jié)構(gòu)與流場的信息,并對起重機各個坐標方向上的風載荷合力以及合力矩進行了量化計算。最后通過對多臺起重機進行數(shù)值風洞分析,分析了在風場中各起重機之間的相互作用關(guān)系,從而對目前港口起重機的防風提出了相應(yīng)的應(yīng)對策略和理論方法。
　　 (5)起重機沿軌道滑行的碰撞振動分析
　　 通過對兩臺門機因受強風作用而沿軌道滑行碰撞的過程進行模擬,分析了起重機主要部件碰撞振動形式,并對其振動曲線進行了傅里葉分析。最后