典型體型膜結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的CFD數(shù)值模擬分析.pdf

1、膜結(jié)構(gòu)作為一種新穎的結(jié)構(gòu)體系，具有跨度大、自重輕、柔性大、體型復(fù)雜等特點，對風(fēng)荷載十分敏感，風(fēng)荷載往往是這類結(jié)構(gòu)的控制荷載。如何準(zhǔn)確預(yù)測這類結(jié)構(gòu)的整體與局部風(fēng)壓對結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，由于受到現(xiàn)實技術(shù)條件的限制，往往得不到準(zhǔn)確的風(fēng)荷載值。因此，設(shè)計人員只能根據(jù)經(jīng)驗對風(fēng)荷載做出估算，以作為設(shè)計依據(jù)。這樣做可能帶來以下后果：一是對風(fēng)荷載估計不足或者是對某些特殊的地方?jīng)]有引起足夠的重視，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全性不強，尤其是局部存

2、在破壞的危險；二是把風(fēng)荷載估計的過大，設(shè)計偏于保守，將會導(dǎo)致經(jīng)濟上的浪費。
　　本文首先總結(jié)對比了風(fēng)荷載數(shù)值模擬的經(jīng)典理論，并結(jié)合實際選取了適合膜結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載數(shù)值模擬的方法。利用FLUENT軟件，本文采用CFD數(shù)值模擬的方法，選用SST剪切應(yīng)力模型，對相對簡單的長方體體型進行了數(shù)值模擬計算，對比風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)，得到了較為吻合的結(jié)果，并總結(jié)出CFD數(shù)值模擬可行的建模和參數(shù)設(shè)置方法。
　　然后，本文選取了三種工程中應(yīng)用較多的典型體型

3、單片膜結(jié)構(gòu)，包括鞍形、傘形及倒傘形膜結(jié)構(gòu)形式，采用CFD數(shù)值模擬的方法，采用FLUENT軟件對膜結(jié)構(gòu)表面各區(qū)域風(fēng)壓分布進行了分析研究。本文還考慮了多片膜的組合形式，選取了鞍形高低膜組合結(jié)構(gòu)、傘形和倒傘形排列組合結(jié)構(gòu)進行CFD模擬，并對各區(qū)域風(fēng)壓系數(shù)進行分析對比研究。
　　為了更標(biāo)準(zhǔn)的分析風(fēng)壓系數(shù)分布情況，本文對各種膜結(jié)構(gòu)及其組合形式按照不同風(fēng)向角進行了標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)域劃分，結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果，給出了不同體型膜結(jié)構(gòu)表面各個區(qū)域風(fēng)壓系數(shù)分布等