港口集裝箱風洞試驗與數(shù)值模擬.pdf

1、港口是貨物集散地，在現(xiàn)代商業(yè)物流中對經(jīng)濟的發(fā)展起著非常重要的促進作用。每年臺風季節(jié)到來，港口常常最先受到臺風的襲擊。
　　 臺風經(jīng)常造成起吊裝卸設(shè)備及集裝箱等吹倒滑落，從而造成巨大財產(chǎn)損失。目前，國內(nèi)外對沿海港口碼頭的抗風研究還是較少的，且主要集中在一些起吊裝卸設(shè)備的抗風研究上，例如研究強風作用下集裝箱門式起重機失穩(wěn)破壞機理，而對于集裝箱抗風研究更是少涉及到。強臺風作用下如何分析集裝箱堆這種散裝堆積結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)及風荷載特性，以

2、便提高集裝箱群的抗風能力，開展這些研究是十分必要的。
　　 本文在總結(jié)前人主要研究成果的基礎(chǔ)上，首先簡單介紹大氣邊界層環(huán)境風特性及對風洞試驗的基本理論和技術(shù)方法做了較為詳細的論述，然后利用風洞試驗相關(guān)數(shù)據(jù)分析研究得到集裝箱表面風壓分布及特點。
　　 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)研究集裝箱表面風壓特性，并針對集裝箱這種散裝堆積結(jié)構(gòu)特點，在風洞試驗處理中本文提出采用陣風因子來考慮脈動風對集裝箱靜力風荷載的放大作用。分析了臺風作用下集裝箱的失

3、效機理，以失穩(wěn)失效作為主要破壞模式，由此推導(dǎo)出集裝箱穩(wěn)定性的計算公式，研究得到單堆集裝箱在層高、排數(shù)、風向角影響下的失效臨界風速。
　　 根據(jù)集裝箱風致失效機理，采用計算流體力學(xué)軟件CFD-CFX數(shù)值模擬某一型號單堆集裝箱在層高、排數(shù)影響下的失效臨界風速。并進行了相應(yīng)的風洞試驗研究，兩種計算結(jié)果的比較表明：這兩種方法得到的臨界風速整體上比較吻合，風洞試驗的結(jié)果要比數(shù)值模擬結(jié)果要小一點，驗證了數(shù)值模擬的準確性。本文的研究成果可為港