百葉窗結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載及風(fēng)致振動分析.pdf

1、百葉窗廣泛應(yīng)用于一些高層建筑、大型廠房、重點工程結(jié)構(gòu)、民居、大型艦船等的防熱降溫、節(jié)能減排和通風(fēng)換氣。常見的百葉窗是由若干片并列傾斜的薄壁片狀結(jié)構(gòu)組成，具有質(zhì)量輕、剛度小的性質(zhì)。在一定的風(fēng)速下其葉片會產(chǎn)生較大的變形及較強的振動，在高風(fēng)速下葉片甚至?xí)l(fā)生塑性變形和損壞。然而，目前對于百葉窗的研究主要集中于通風(fēng)、換氣方面，對于其抗風(fēng)性能的研究卻少有報道。對薄壁葉片結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載研究以及深入了解其流固耦合機理，對于百葉窗的抗風(fēng)設(shè)計、安全評估及維

2、護運營具有重大實用價值。
　　本文采用計算流體力學(xué)和有限元方法對百葉結(jié)構(gòu)進行風(fēng)荷載及風(fēng)致振動的分析，主要的研究工作有如下幾方面：
　　第一，建立單片及多片并列百葉模型，使用計算流體力學(xué)軟件 Fluent對其風(fēng)荷載進行了分析。研究分析了時間步長、網(wǎng)格質(zhì)量、計算域設(shè)置對計算精確度的影響。得出百葉所受風(fēng)荷載與風(fēng)攻角、雷諾數(shù)、葉片數(shù)目及百葉片所在位置的關(guān)系，明確了多片并列百葉的氣動干擾作用。
　　第二，通過CFD求解的多個雷諾

3、數(shù)下的風(fēng)荷載對百葉結(jié)構(gòu)進行單向流固耦合分析，得到百葉的位移響應(yīng)。使用ANSYS軟件對百葉窗葉片結(jié)構(gòu)建模，進行模態(tài)分析。對單片及多片百葉的位移響應(yīng)進行時域、頻域、運動軌跡分析。并將各個雷諾數(shù)下的單片、多片百葉的位移響應(yīng)值與風(fēng)洞實驗值進行對比，驗證了分析的精確度。
　　第三，改變百葉葉片間距和傾角，對多片百葉進行CFD模擬。從時域及頻域上，研究了其對各片百葉阻力系數(shù)、升力系數(shù)及力矩系數(shù)的平均值和標準差的影響。分析了若干關(guān)于風(fēng)荷載與葉片