矩五拱折疊網(wǎng)架結構繞流風速場計算技術及表面風壓分析.pdf

1、矩五拱折疊網(wǎng)架結構是一種可折疊展開的自鎖式結構，具有質(zhì)量輕、使用空間大、便于攜帶運輸?shù)忍攸c，廣泛應用于軍事工程領域和民用工程領域。由于該結構質(zhì)量輕、展開后空間大，是典型的風敏感結構，風荷載為控制其結構安全的主要因素。目前國內(nèi)外對此類結構的風荷載計算研究仍然處在初始階段，而中國的荷載規(guī)范也沒有給出此類結構的風荷載體型系數(shù)。本文采用大渦模擬方法對矩五拱折疊網(wǎng)架結構作了鈍體繞流分析研究，得到了具有工程實用價值的研究成果。本文的主要工作內(nèi)容有以

2、下幾點：
　　首先，本文結合結構風工程的特點，研制了一套可進行鈍體繞流計算的大渦模擬計算程序，該程序可以實現(xiàn)完整的網(wǎng)格劃分和鈍體繞流計算，并且可以通過合理的邊界條件設置，較準確的反映真實的流場情況，并且對復雜的邊界具有良好的適應性。利用本文研制的程序?qū)Φ湫偷姆街Ｐ图癟TU建筑物模型進行了鈍體繞流數(shù)值模擬，并與文獻及實測結果進行了對比，結果顯示本文研制的程序具有較高的計算精度，能夠較準確地反應出流場特征，因此應用于流動機理的研究中

3、具有一定的可行性。
　　其次，利用本文提出的計算程序?qū)匚骞罢郫B網(wǎng)架結構進行了數(shù)值風洞模擬，并對該結構在0°風向角及90°風向角的流場分布和結構表面的平均風壓進行了計算和分析，在此基礎上對結構設計給出了改進意見。在90°風向角下結構上最大負壓為-550pa，而在0°風向下結構上出現(xiàn)的最大負壓只有-320pa。在兩種風向角下，結構所受最大正壓力都出現(xiàn)在迎風正面上，所受最大負也均出現(xiàn)在迎風坡面的上邊緣處。除迎風正面外，其它面最大正壓或

4、負壓都出現(xiàn)在面的角部或者邊緣，在結構設計時，每個面的角部和邊緣應重點考慮。
　　最后，在風向角的流場分布和結構表面的平均風壓的計算結果基礎上進一步計算出了矩五拱折疊網(wǎng)架結構的風荷載體型系數(shù)，并與中國荷載規(guī)范中的相關體型系數(shù)作了對比，發(fā)現(xiàn)該結構迎風正面處體形系數(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構迎風坡面體型系數(shù)有很大差距。用本文所得結果對該結構的進一步優(yōu)