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膜结构建筑风格各异,艺术性较强,具有浓厚的现代气息,力学特性好,光学热学性能优

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数值模拟膜结构自行车棚风洞技术的研究

作者:临朐艺景膜结构工程有限公司  时间:2020-09-09 17:20:35 点击数:

据了解,相对于风洞试验,数值模拟膜结构自行车棚风洞技术是较具前景的。流固耦合效应是膜结构风致振动的显明特征,因此膜结构风振的数值模拟技术应能周全考虑到此效应。考虑到流固耦合作用的CFD数值模拟综合运用计算结构力学、计算流体力学以及两个模块间数据的交换,比只求解结构动力问题或者流体力学问题越加复杂,求解难度相当大。其在算法上可分为强耦合算法和弱耦合算法。

强耦合算法是在每个时间步联立求解结构运动方程和流体控制方程。强耦合算法准确性高,收敛性好,但求解方程数量较大。弱耦合算法是对流体域与结构域分别建立方程,通过位移、速度、压力等参数的传递来实现两个区域的耦合。弱耦合算法有益于不同领域的研究人员分别的开发计算程序,并可以越大限度地利用现有的计算软件。数值模拟方法对于求解流固耦合问题具有较大的潜在优势,市场内外学者也做过很多尝试。

有学者利用商业软件ADINA较强的流固耦合分析功能实现了索膜结构自行车棚的数值风洞模拟。并在相关文献理论基础上,运用计算流体力学软件 FLUENT6.0计算流体域,自行编制膜结构动力分析的程序计算结构域,建立了三维薄膜结构流固耦合的数值模拟平台。基于此软件平台,对鞍形膜结构屋盖和单向柔性屋盖的流固耦合问题进行了数值模拟,验证了方法的有效性,并以数值模拟之中的关键技术进行了系统的研究编制了相应的程序。有学者基于商业软件ADNA的平台对平面单向张拉薄膜在风荷载作用下的流固耦合效应进行了数值模拟,并与试验结果比较分析,研究了不同参数对流固耦合效应之影响。

尽管针对膜结构自行车棚风振响应的数值模拟还无法进入实际应用阶段,但可以和风洞试验和现场实测相结合,实现优势互补。因此,目前的研究可以结合多种研究手段实现对膜结构的风振机理分析。

关键词: 膜结构自行车棚
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