百葉窗結構風荷載及風致振動分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、百葉窗廣泛應用于一些高層建筑、大型廠房、重點工程結構、民居、大型艦船等的防熱降溫、節(jié)能減排和通風換氣。常見的百葉窗是由若干片并列傾斜的薄壁片狀結構組成,具有質量輕、剛度小的性質。在一定的風速下其葉片會產(chǎn)生較大的變形及較強的振動,在高風速下葉片甚至會發(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、換氣方面,對于其抗風性能的研究卻少有報道。對薄壁葉片結構的風荷載研究以及深入了解其流固耦合機理,對于百葉窗的抗風設計、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和有限元方法對百葉結構進行風荷載及風致振動的分析,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,使用計算流體力學軟件 Fluent對其風荷載進行了分析。研究分析了時間步長、網(wǎng)格質量、計算域設置對計算精確度的影響。得出百葉所受風荷載與風攻角、雷諾數(shù)、葉片數(shù)目及百葉片所在位置的關系,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)下的風荷載對百葉結構進行單向流固耦合分析,得到百葉的位移響應。使用ANSYS軟件對百葉窗葉片結構建模,進行模態(tài)分析。對單片及多片百葉的位移響應進行時域、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值與風洞實驗值進行對比,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。分析了若干關于風荷載與葉片

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