考虑流固耦合作用的气膜建筑力学性能分析

TU33+3; 以气承式半圆柱形气膜结构为研究对象,通过数值计算分析的手段,研究了气膜结构在风场流固耦合作用下的影响.其中,选用基于雷诺平均法的RNGk-ε(k为湍动能、ε为湍流耗散率)两方程涡黏模型进行风场模拟,采用弱流固耦合分析方法模拟流固耦合风荷载效应.根据0.和30.两种风向角度,在风荷载对结构的静力工况和考虑流固耦合作用工况下,讨论研究对象处于12、15、18 m/s不同外界风速及200、230、260 Pa不同空气内压条件下的应力值和位移值,分析气膜结构的流固耦合效应的作用机制和影响系数.结果表明:考虑流固耦合时,气膜的位移和应力最大值要高于静力工况,得到结构流固耦合作用相比于静力...

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Published in科学技术与工程 Vol. 23; no. 20; pp. 8753 - 8762
Main Authors 张安琪, 杨新峰, 刘平
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 江苏科技大学土木工程与建筑学院,镇江212004 2023
Subjects
流固耦合效应
膜建筑
力学性能
影响系数
fluid-structure interaction
静力对比计算
me-chanical properties
数值模拟
inflatable membrane architecture
numerical simulation
influence coefficient
static comparison calculation
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ISSN1671-1815
DOI10.3969/j.issn.1671-1815.2023.20.032

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Summary:TU33+3; 以气承式半圆柱形气膜结构为研究对象,通过数值计算分析的手段,研究了气膜结构在风场流固耦合作用下的影响.其中,选用基于雷诺平均法的RNGk-ε(k为湍动能、ε为湍流耗散率)两方程涡黏模型进行风场模拟,采用弱流固耦合分析方法模拟流固耦合风荷载效应.根据0.和30.两种风向角度,在风荷载对结构的静力工况和考虑流固耦合作用工况下,讨论研究对象处于12、15、18 m/s不同外界风速及200、230、260 Pa不同空气内压条件下的应力值和位移值,分析气膜结构的流固耦合效应的作用机制和影响系数.结果表明:考虑流固耦合时,气膜的位移和应力最大值要高于静力工况,得到结构流固耦合作用相比于静力工况对气膜位移、应力数值的放大系数;且流固耦合作用对气膜位移的影响系数均随内压和风速呈负相关性,而0.风向角时,应力影响系数随气膜内压与风速呈正相关性,30.风向角时,与之相反.
ISSN:1671-1815
DOI:10.3969/j.issn.1671-1815.2023.20.032