港口集裝箱風(fēng)洞試驗(yàn)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(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著非常重要的促進(jìn)作用。每年臺(tái)風(fēng)季節(jié)到來(lái)，港口常常最先受到臺(tái)風(fēng)的襲擊。
　　 臺(tái)風(fēng)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(cái)產(chǎn)損失。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)沿海港口碼頭的抗風(fēng)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(fēng)研究上，例如研究強(qiáng)風(fēng)作用下集裝箱門(mén)式起重機(jī)失穩(wěn)破壞機(jī)理，而對(duì)于集裝箱抗風(fēng)研究更是少涉及到。強(qiáng)臺(tái)風(fēng)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(fēng)荷載特性，以

2、便提高集裝箱群的抗風(fēng)能力，開(kāi)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(jiǎn)單介紹大氣邊界層環(huán)境風(fēng)特性及對(duì)風(fēng)洞試驗(yàn)的基本理論和技術(shù)方法做了較為詳細(xì)的論述，然后利用風(fēng)洞試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)分析研究得到集裝箱表面風(fēng)壓分布及特點(diǎn)。
　　 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)研究集裝箱表面風(fēng)壓特性，并針對(duì)集裝箱這種散裝堆積結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在風(fēng)洞試驗(yàn)處理中本文提出采用陣風(fēng)因子來(lái)考慮脈動(dòng)風(fēng)對(duì)集裝箱靜力風(fēng)荷載的放大作用。分析了臺(tái)風(fēng)作用下集裝箱的失

3、效機(jī)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(jì)算公式，研究得到單堆集裝箱在層高、排數(shù)、風(fēng)向角影響下的失效臨界風(fēng)速。
　　 根據(jù)集裝箱風(fēng)致失效機(jī)理，采用計(jì)算流體力學(xué)軟件CFD-CFX數(shù)值模擬某一型號(hào)單堆集裝箱在層高、排數(shù)影響下的失效臨界風(fēng)速。并進(jìn)行了相應(yīng)的風(fēng)洞試驗(yàn)研究，兩種計(jì)算結(jié)果的比較表明：這兩種方法得到的臨界風(fēng)速整體上比較吻合，風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果要比數(shù)值模擬結(jié)果要小一點(diǎn)，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。本文的研究成果可為港