典型體型膜結構風荷載的CFD數值模擬分析.pdf

1、膜結構作為一種新穎的結構體系，具有跨度大、自重輕、柔性大、體型復雜等特點，對風荷載十分敏感，風荷載往往是這類結構的控制荷載。如何準確預測這類結構的整體與局部風壓對結構設計至關重要。在進行結構設計的過程中，由于受到現(xiàn)實技術條件的限制，往往得不到準確的風荷載值。因此，設計人員只能根據經驗對風荷載做出估算，以作為設計依據。這樣做可能帶來以下后果：一是對風荷載估計不足或者是對某些特殊的地方沒有引起足夠的重視，從而導致結構安全性不強，尤其是局部存

2、在破壞的危險；二是把風荷載估計的過大，設計偏于保守，將會導致經濟上的浪費。
　　本文首先總結對比了風荷載數值模擬的經典理論，并結合實際選取了適合膜結構風荷載數值模擬的方法。利用FLUENT軟件，本文采用CFD數值模擬的方法，選用SST剪切應力模型，對相對簡單的長方體體型進行了數值模擬計算，對比風洞試驗數據，得到了較為吻合的結果，并總結出CFD數值模擬可行的建模和參數設置方法。
　　然后，本文選取了三種工程中應用較多的典型體型

3、單片膜結構，包括鞍形、傘形及倒傘形膜結構形式，采用CFD數值模擬的方法，采用FLUENT軟件對膜結構表面各區(qū)域風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構、傘形和倒傘形排列組合結構進行CFD模擬，并對各區(qū)域風壓系數進行分析對比研究。
　　為了更標準的分析風壓系數分布情況，本文對各種膜結構及其組合形式按照不同風向角進行了標準化區(qū)域劃分，結合數值模擬結果，給出了不同體型膜結構表面各個區(qū)域風壓系數分布等