本文選題：大跨柔性屋蓋 + 大渦模擬��； 參考：《北京交通大學》2017年碩士論文

【摘要】：大跨柔性屋蓋被廣泛應用于體育場館、會展中心、機場航站樓等多種大型建筑中。由于具有輕質柔性特征,其在風的作用下常出現大幅振動與失穩(wěn)破壞現象,情況嚴重時甚至會造成重大經濟損失和人員傷亡。本文利用數值模擬方法,結合理論與既有試驗數據對強迫振動條件下大跨柔性屋蓋的風荷載特性、繞流特性及非定常氣動效應進行研究,具體內容如下:(1)闡述了采用大渦模型模擬強迫振動屋蓋繞流風場的理論基礎及技術問題,給出了模擬均勻湍流與大氣邊界層湍流來流的過程,介紹了振動屋蓋數值模型的動網格更新方法。(2)利用計算流體動力學軟件FLUENT建立大跨柔性屋蓋的數值風洞試驗模型,論證了模擬強迫振動條件下屋蓋表面風荷載特性的可行性與合理性,研究了數值模型維度與來流湍流對計算結果的影響。(3)根據數值模擬結果,比較了強迫振動條件下,大跨平面屋蓋與曲面屋蓋表面風荷載特性的異同,分析了屋蓋的平均與脈動風壓分布特性、風壓的非高斯特性及頻譜特性隨強迫振動頻率的變化。(4)利用簡化氣彈力學模型,研究了大跨柔性屋蓋的非定常氣動力特性,并利用機械導納函數預測了大跨柔性屋蓋的動力響應,分析了非定常氣動力對結構動力響應的影響。
[Abstract]:Long span flexible roof is widely used in many large buildings, such as gymnasium, convention center, airport terminal and so on. Because of its light and flexible characteristics, large vibration and instability often occur under the action of wind, and even cause heavy economic losses and casualties when the situation is serious. In this paper, the wind load characteristics, flow characteristics and unsteady aerodynamic effects of long-span flexible roof under forced vibration are studied by using numerical simulation method and theoretical and experimental data. The main contents are as follows: (1) the theoretical basis and technical problems of simulating the wind field around the forced vibration roof by using the large eddy model are described, and the process of simulating the uniform turbulence and the turbulent flow in the atmospheric boundary layer is given. The dynamic mesh updating method for the numerical model of vibrating roof is introduced. The numerical wind tunnel test model of long span flexible roof is established by using the computational fluid dynamics software FLUENT. The feasibility and rationality of wind load characteristics on roof surface under simulated forced vibration are demonstrated. The effects of numerical model dimension and incoming turbulence on the calculated results are studied. The differences and similarities of wind load characteristics on the surface of long-span plane roof and curved roof are analyzed. The distribution characteristics of mean and pulsating wind pressure, the non-Gao Si characteristics of wind pressure and the frequency spectrum characteristics of wind pressure with forced vibration frequency are analyzed. The unsteady aerodynamic characteristics of long span flexible roof are studied, and the dynamic response of long span flexible roof is predicted by using mechanical admittance function, and the influence of unsteady aerodynamic force on the dynamic response of structure is analyzed.
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU312.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張建;李天;楊慶山;;雷諾數對大跨屋蓋結構表面風壓的影響[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2016年06期

2 陳昭慶;武岳;孫曉穎;;封閉式單向張拉膜結構氣彈失穩(wěn)機理研究[J];建筑結構學報;2015年03期

3 嚴磊;朱樂東;;格柵湍流場風參數沿風洞軸向變化規(guī)律[J];實驗流體力學;2015年01期

4 武岳;孫曉穎;沈世釗;;單向懸掛屋蓋結構的風致氣彈耦合效應數值模擬[J];計算力學學報;2007年05期

5 李慶祥;孫炳楠;;封閉薄膜屋蓋的風致氣動力失穩(wěn)分析[J];振動工程學報;2006年03期

6 楊慶山;劉瑞霞;;薄膜結構氣彈動力穩(wěn)定性研究[J];工程力學;2006年09期

7 沈世釗;武岳;;膜結構風振響應中的流固耦合效應研究進展[J];建筑科學與工程學報;2006年01期

8 劉瑞霞,楊慶山,李作為;矩形平面雙曲拋物面薄膜屋蓋的動力失穩(wěn)臨界風速[J];工程力學;2005年05期

9 劉瑞霞,楊慶山,李作為,茹繼平;小垂度薄膜屋蓋的氣彈動力耦合作用方程[J];工程力學;2004年06期

10 楊慶山,王基盛,王莉;薄膜結構與風環(huán)境的流固耦合作用[J];空間結構;2003年01期

相關博士學位論文 前3條

1 陳昭慶;張拉膜結構氣彈失穩(wěn)機理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

2 孫瑛;大跨屋蓋結構風荷載特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

3 孫曉穎;薄膜結構風振響應中的流固耦合效應研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

相關碩士學位論文 前2條

1 金鑫;張拉膜結構流固耦合的數值模擬研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

2 李鵬飛;脈動風特性及其對橋梁主梁斷面的抖振作用研究[D];同濟大學;2007年

，

本文編號：1986109