焊接不銹鋼大型屋面圍護系統(tǒng)非均勻溫度場研究
發(fā)布時間：2021-10-08 12:28
針對焊接不銹鋼金屬屋面按照均勻溫度作用計算的方法不能反映實際溫度效應的問題,本文以焊接不銹鋼金屬屋面系統(tǒng)為研究對象,進行了在太陽輻射—自然對流換熱作用下焊接不銹鋼金屬屋面的非均勻溫度場分布及其力學性能分析。通過FLUENT有限元分析軟件進行了太陽輻射和自然對流作用下的非均勻溫度場分析,同時進一步針對不同環(huán)境風速和不同環(huán)境溫度進行了參數分析。在得到正確焊接不銹鋼金屬屋面非均勻溫度場的前提下,基于ANSYS WORKBENCH有限元分析軟件進行熱固耦合計算,得到了焊接不銹鋼金屬屋面在非均勻溫度作用下的力學性能,同時對焊接不銹鋼金屬屋面的支座布置方式進行了一定的分析。本文主要研究工作與取得的結論如下:1、基于FLUENT的數值分析結果,焊接不銹鋼金屬屋面在太陽輻射—自然對流換熱作用下的溫度場分布具有較強的時間非均勻性和空間非均勻性。焊接不銹鋼金屬屋面在太陽輻射和空氣對流作用下的溫度值隨時刻呈現正弦式變化;在太陽輻射和空氣對流作用下各面板之間溫度均值值存在較大差異,且面板溫度值普遍高于板肋溫度值。不銹鋼屋面板的均值溫度隨風速的增加而減小,風速越大,不銹鋼屋面板的溫度波動幅值越小,溫度離散程度也...
【文章來源】：廣州大學廣東省
【文章頁數】：199 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
國內公共建筑效果圖
（a）方鋼管網格劃分 （b）計算流域網格劃分圖 2-2 方鋼管于計算流域網格劃分由于本次模型驗證中，大氣邊界層的光學厚度較大，需要考慮散射輻射，故使用 P-1輻射模型進行計算。同時在 FLUENT 中采用太陽射線跟蹤算法，以此來自動考慮陰影面積以及界面的互相遮蔽作用。6 8 10 12 14 16 18 2002468速（風/sm）時刻環(huán)境風速6 8 10 12 14 16 18 20262728293031323334度（溫oC）時刻環(huán)境溫度（a）風速變化曲線 （b）空氣溫度變化曲線圖 2-3 風速與溫度變化曲線
本文模擬的方鋼管頂面溫度最大值與所驗證論文中所模擬的溫度最為接近，兩者與實測方鋼管頂面溫度最大值的差異分別為 9:00 時刻 6.7%、4.4%時刻的 2.2%、0%；11:00 時刻的 2.1%、0%；12:00 時刻的 8.9%、11.1%。由此可所模擬的方鋼管頂面最高溫與所驗證論文模擬的差異較小。通過使用 FLUENT 對方型鋼管模型溫度場云圖和頂面最高溫的計算分析，出本文所使用的 FLUENT 數值模擬方法具有一定的精確性，能夠滿足后續(xù)對焊鋼金屬屋面在太陽輻射和空氣對流作用下的非均勻溫度場模擬。（a）8:00 時刻（驗證論文模擬溫度場） （b）8:00 時刻（本文模擬溫度場
【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮下部支承結構協同變形的橢圓形弦支穹頂結構溫度效應研究[J]. 劉紅波,陳志華,王哲,周翠竹,張智升. 建筑結構. 2015(05)
[2]考慮太陽輻射影響的雙向張弦梁結構溫度效應研究[J]. 劉紅波,陳志華,陳濱濱. 工業(yè)建筑. 2013(09)
[3]提高金屬屋面抗風力技術問題的探討[J]. 龍文志. 建筑技術. 2013(07)
[4]淺談金屬屋面系統(tǒng)抗風性能的增強[J]. 吳春華,張憲彬. 科技與企業(yè). 2012(07)
[5]鄂爾多斯博物館雙曲異型金屬屋面設計[J]. 王德勤,張洋,楊濤,張克勤. 中國建筑防水. 2011(15)
[6]日照作用下鋼管混凝土桁拱溫度場實測研究[J]. 陳寶春,劉振宇. 中國公路學報. 2011(03)
[7]直立鎖縫金屬屋面系統(tǒng)在模擬極端暴風工況下抗風揭能力測試和分析[J]. 孫成疆. 建筑結構. 2011(S1)
[8]京滬高鐵上海虹橋站金屬屋面系統(tǒng)施工技術[J]. 張兵. 建筑施工. 2011(01)
[9]太陽強烈輻射對大跨度球面網殼靜力性能的影響[J]. 肖建春,徐灝,劉佳坤,馬克儉. 固體力學學報. 2010(S1)
[10]溫度荷載對新加坡植物園展覽溫室拱殼雜交結構設計的影響分析[J]. 石永久,高陽,王元清,江洋,張昭一,李國星. 空間結構. 2010(04)
博士論文
[1]弦支穹頂結構施工控制理論與溫度效應研究[D]. 劉紅波.天津大學 2011
[2]大跨度鋼管混凝土拱橋日照溫度效應理論及應用研究[D]. 孫國富.山東大學 2010
碩士論文
[1]膜屋面下大跨鋼結構太陽輻射非均勻溫度效應研究[D]. 李博.天津大學 2016
[2]輻射—熱—流耦合作用下鋼構件及單層網殼結構溫度場分析與試驗研究[D]. 肖驍.天津大學 2014
[3]太陽輻射作用下大跨結構非均勻溫度效應研究[D]. 陳濱濱.天津大學 2014
[4]上海65米射電望遠鏡結構非均勻溫度場及其效應研究[D]. 柳葉.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[5]國家體育場鋼結構在環(huán)境荷載作用下受力特性實測研究[D]. 梅宇佳.浙江大學 2013
[6]太陽強烈輻射對大跨度鋼網殼的溫度場及受力性能的影響[D]. 劉佳坤.貴州大學 2009
本文編號：3424159
【文章來源】：廣州大學廣東省
【文章頁數】：199 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
國內公共建筑效果圖
（a）方鋼管網格劃分 （b）計算流域網格劃分圖 2-2 方鋼管于計算流域網格劃分由于本次模型驗證中，大氣邊界層的光學厚度較大，需要考慮散射輻射，故使用 P-1輻射模型進行計算。同時在 FLUENT 中采用太陽射線跟蹤算法，以此來自動考慮陰影面積以及界面的互相遮蔽作用。6 8 10 12 14 16 18 2002468速（風/sm）時刻環(huán)境風速6 8 10 12 14 16 18 20262728293031323334度（溫oC）時刻環(huán)境溫度（a）風速變化曲線 （b）空氣溫度變化曲線圖 2-3 風速與溫度變化曲線
本文模擬的方鋼管頂面溫度最大值與所驗證論文中所模擬的溫度最為接近，兩者與實測方鋼管頂面溫度最大值的差異分別為 9:00 時刻 6.7%、4.4%時刻的 2.2%、0%；11:00 時刻的 2.1%、0%；12:00 時刻的 8.9%、11.1%。由此可所模擬的方鋼管頂面最高溫與所驗證論文模擬的差異較小。通過使用 FLUENT 對方型鋼管模型溫度場云圖和頂面最高溫的計算分析，出本文所使用的 FLUENT 數值模擬方法具有一定的精確性，能夠滿足后續(xù)對焊鋼金屬屋面在太陽輻射和空氣對流作用下的非均勻溫度場模擬。（a）8:00 時刻（驗證論文模擬溫度場） （b）8:00 時刻（本文模擬溫度場
【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮下部支承結構協同變形的橢圓形弦支穹頂結構溫度效應研究[J]. 劉紅波,陳志華,王哲,周翠竹,張智升. 建筑結構. 2015(05)
[2]考慮太陽輻射影響的雙向張弦梁結構溫度效應研究[J]. 劉紅波,陳志華,陳濱濱. 工業(yè)建筑. 2013(09)
[3]提高金屬屋面抗風力技術問題的探討[J]. 龍文志. 建筑技術. 2013(07)
[4]淺談金屬屋面系統(tǒng)抗風性能的增強[J]. 吳春華,張憲彬. 科技與企業(yè). 2012(07)
[5]鄂爾多斯博物館雙曲異型金屬屋面設計[J]. 王德勤,張洋,楊濤,張克勤. 中國建筑防水. 2011(15)
[6]日照作用下鋼管混凝土桁拱溫度場實測研究[J]. 陳寶春,劉振宇. 中國公路學報. 2011(03)
[7]直立鎖縫金屬屋面系統(tǒng)在模擬極端暴風工況下抗風揭能力測試和分析[J]. 孫成疆. 建筑結構. 2011(S1)
[8]京滬高鐵上海虹橋站金屬屋面系統(tǒng)施工技術[J]. 張兵. 建筑施工. 2011(01)
[9]太陽強烈輻射對大跨度球面網殼靜力性能的影響[J]. 肖建春,徐灝,劉佳坤,馬克儉. 固體力學學報. 2010(S1)
[10]溫度荷載對新加坡植物園展覽溫室拱殼雜交結構設計的影響分析[J]. 石永久,高陽,王元清,江洋,張昭一,李國星. 空間結構. 2010(04)
博士論文
[1]弦支穹頂結構施工控制理論與溫度效應研究[D]. 劉紅波.天津大學 2011
[2]大跨度鋼管混凝土拱橋日照溫度效應理論及應用研究[D]. 孫國富.山東大學 2010
碩士論文
[1]膜屋面下大跨鋼結構太陽輻射非均勻溫度效應研究[D]. 李博.天津大學 2016
[2]輻射—熱—流耦合作用下鋼構件及單層網殼結構溫度場分析與試驗研究[D]. 肖驍.天津大學 2014
[3]太陽輻射作用下大跨結構非均勻溫度效應研究[D]. 陳濱濱.天津大學 2014
[4]上海65米射電望遠鏡結構非均勻溫度場及其效應研究[D]. 柳葉.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[5]國家體育場鋼結構在環(huán)境荷載作用下受力特性實測研究[D]. 梅宇佳.浙江大學 2013
[6]太陽強烈輻射對大跨度鋼網殼的溫度場及受力性能的影響[D]. 劉佳坤.貴州大學 2009
本文編號：3424159
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