矩五拱折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)繞流風(fēng)速場(chǎng)計(jì)算技術(shù)及表面風(fēng)壓分析.pdf

1、矩五拱折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種可折疊展開的自鎖式結(jié)構(gòu)，具有質(zhì)量輕、使用空間大、便于攜帶運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，廣泛應(yīng)用于軍事工程領(lǐng)域和民用工程領(lǐng)域。由于該結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、展開后空間大，是典型的風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載為控制其結(jié)構(gòu)安全的主要因素。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)此類結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載計(jì)算研究仍然處在初始階段，而中國(guó)的荷載規(guī)范也沒有給出此類結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載體型系數(shù)。本文采用大渦模擬方法對(duì)矩五拱折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)作了鈍體繞流分析研究，得到了具有工程實(shí)用價(jià)值的研究成果。本文的主要工作內(nèi)容有以

2、下幾點(diǎn)：
　　首先，本文結(jié)合結(jié)構(gòu)風(fēng)工程的特點(diǎn)，研制了一套可進(jìn)行鈍體繞流計(jì)算的大渦模擬計(jì)算程序，該程序可以實(shí)現(xiàn)完整的網(wǎng)格劃分和鈍體繞流計(jì)算，并且可以通過合理的邊界條件設(shè)置，較準(zhǔn)確的反映真實(shí)的流場(chǎng)情況，并且對(duì)復(fù)雜的邊界具有良好的適應(yīng)性。利用本文研制的程序?qū)Φ湫偷姆街Ｐ图癟TU建筑物模型進(jìn)行了鈍體繞流數(shù)值模擬，并與文獻(xiàn)及實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果顯示本文研制的程序具有較高的計(jì)算精度，能夠較準(zhǔn)確地反應(yīng)出流場(chǎng)特征，因此應(yīng)用于流動(dòng)機(jī)理的研究中

3、具有一定的可行性。
　　其次，利用本文提出的計(jì)算程序?qū)匚骞罢郫B網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值風(fēng)洞模擬，并對(duì)該結(jié)構(gòu)在0°風(fēng)向角及90°風(fēng)向角的流場(chǎng)分布和結(jié)構(gòu)表面的平均風(fēng)壓進(jìn)行了計(jì)算和分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給出了改進(jìn)意見。在90°風(fēng)向角下結(jié)構(gòu)上最大負(fù)壓為-550pa，而在0°風(fēng)向下結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的最大負(fù)壓只有-320pa。在兩種風(fēng)向角下，結(jié)構(gòu)所受最大正壓力都出現(xiàn)在迎風(fēng)正面上，所受最大負(fù)也均出現(xiàn)在迎風(fēng)坡面的上邊緣處。除迎風(fēng)正面外，其它面最大正壓或

4、負(fù)壓都出現(xiàn)在面的角部或者邊緣，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)面的角部和邊緣應(yīng)重點(diǎn)考慮。
　　最后，在風(fēng)向角的流場(chǎng)分布和結(jié)構(gòu)表面的平均風(fēng)壓的計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上進(jìn)一步計(jì)算出了矩五拱折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載體型系數(shù)，并與中國(guó)荷載規(guī)范中的相關(guān)體型系數(shù)作了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)迎風(fēng)正面處體形系數(shù)與規(guī)范中給出的體型系數(shù)相差不大，均為0.8；而在迎風(fēng)坡面處，由于角區(qū)和頂面的影響，體型系數(shù)與規(guī)范中所給出的相似結(jié)構(gòu)迎風(fēng)坡面體型系數(shù)有很大差距。用本文所得結(jié)果對(duì)該結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)