考慮流固耦合的高聳鋼結(jié)構(gòu)抗風(fēng)數(shù)值模擬.pdf

1、高聳鋼結(jié)構(gòu)是具有高度高、重量輕、剛度小、外形細(xì)長(zhǎng)等特點(diǎn)的一種特殊結(jié)構(gòu)形式，其外形特點(diǎn)決定了風(fēng)荷載是其控制荷載。隨著科技水平和施工工藝的不斷進(jìn)步、發(fā)展，高聳鋼結(jié)構(gòu)向著更高、更輕、更柔的方向發(fā)展，其固有頻率更接近強(qiáng)風(fēng)的卓越頻率，對(duì)風(fēng)荷載的敏感性進(jìn)一步增強(qiáng)，在風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)更為復(fù)雜。因此，深入研究高聳鋼結(jié)構(gòu)的風(fēng)致效應(yīng)具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。
　　 本文主要是基于通用有限元軟件ADINA模擬高聳鋼結(jié)構(gòu)在考慮流體-結(jié)構(gòu)耦

2、合作用下的風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng)。采用Lagrangian方法來(lái)描述結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)控制方程。假定流體為粘性不可壓縮流體，采用ALE（Arbitrary Lagrangian-Eulerian）方法來(lái)描述流體流動(dòng)的動(dòng)力學(xué)控制方程。同時(shí)采用基于流動(dòng)條件插值（Flow-Condition-Based Interpolation，簡(jiǎn)稱FCBI）三維單元的穩(wěn)定有限元求解技術(shù)，來(lái)避免數(shù)值計(jì)算的不穩(wěn)定性。
　　 本文首先采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε、RNGk-ε、Wil

3、coxk-ω、SSTk-ω和LES五種湍流模型對(duì)一封閉高聳鋼結(jié)構(gòu)在三維流場(chǎng)下的繞流特性進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果的分析比較，證明LES湍流模型更適用于高聳鋼結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)分析。因此，在后文采用LES湍流模型對(duì)高聳鋼結(jié)構(gòu)的風(fēng)致效應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。
　　 隨后以山東省李奇茂藝術(shù)館上部風(fēng)帆造型的高聳鋼結(jié)構(gòu)為工程背景，建立了該高聳鋼結(jié)構(gòu)的有限元?jiǎng)傂阅Ｐ秃涂紤]流固耦合作用的氣彈性模型，進(jìn)行數(shù)值模擬。通過(guò)對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果的分析得到高聳鋼結(jié)