基于流固耦合方法的氣枕式薄膜結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

1、經(jīng)過(guò)近十余年來(lái)的發(fā)展，張拉薄膜結(jié)構(gòu)的基本理論已為我國(guó)一些科研人員所掌握，但是對(duì)于充氣式薄膜結(jié)構(gòu)，特別是氣枕式薄膜結(jié)構(gòu)的一些問(wèn)題尚未得到解決，如氣枕式薄膜結(jié)構(gòu)的靜力分析、動(dòng)力分析以及其在風(fēng)荷載作用下可能存在的流固耦合作用分析。本文著重在前兩個(gè)方面開(kāi)展工作。 本文基于勢(shì)流體理論給出了適用于計(jì)算氣枕式薄膜結(jié)構(gòu)的流固耦合方程，采用有限元軟件ADINA對(duì)于氣枕式膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。對(duì)一個(gè)具有解析解的球形算例進(jìn)行了形態(tài)分析計(jì)算，以此來(lái)驗(yàn)證模型的

2、有效性，隨后以國(guó)家游泳中心“水立方”的一個(gè)氣枕式單元為對(duì)象，進(jìn)行了形態(tài)分析和多個(gè)工況的靜荷載分析，總結(jié)了氣枕式薄膜結(jié)構(gòu)在靜力荷載下的工作壓強(qiáng)變化規(guī)律以及薄膜應(yīng)力變化規(guī)律，以及初始工作壓強(qiáng)和外荷載對(duì)膜面位移和應(yīng)力的影響。之后，對(duì)一氣枕式充氣膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析，總結(jié)了初始工作壓強(qiáng)對(duì)于模態(tài)的影響。最后，本文采用Davenport譜生成了脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程，利用計(jì)算流體力學(xué)方法得到結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓系數(shù)，對(duì)氣枕式膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了風(fēng)致響應(yīng)分析，得到了結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載