索膜结构风致流固耦合气动阻尼效应研究

作     者：卢旦 楼文娟 杨毅 LU Dan;LOU Wen-juan;YANG Yi

作者机构：华东建筑设计院有限公司上海200041 浙江大学土木工程学院杭州310027 中国中铁二院工程集团有限责任公司成都610017 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2013年第32卷第6期

页      面：47-53页

核心收录：

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：上海市科技人才计划项目(10QB1403500) 

主　　题：柔性结构 流固耦合 高阶连续 动力响应 气动阻尼 

摘      要：根据三角形重心坐标系原理提出了基于松耦合计算的流固耦合网格协调插值新方法,提高了流固耦合的计算效率;为解决由于柔性结构加速度过大而导致的求解不稳定问题,通过在1个时间步上进行流体及结构间反复交替求解来得到稳定的时程解。应用上述方法对一柔性平屋盖结构进行风振响应的数值模拟计算,通过与风洞试验的对比验证了计算结果的可靠性,并较全面地再现结构在风作用下的实际行为。在此基础上,联合采用经验模态分解法(EMD),随机减量法(RDT)和希尔伯特变换法(HT)从结构的动力响应时程数据中提取到了结构的气动阻尼特性信息。分析结果表明,气动阻尼在柔性结构的风振响应中作用不容忽视,主要表现为:四周封闭建筑的阻尼比远小于迎风面开孔建筑的阻尼比,且四周封闭状态下气动阻尼随风速变化小,其对总阻尼的影响较小;而迎风面开孔状态下气动阻尼较大且随风速的增大而增大。因此,对于柔性且阻尼较小的结构,特别对于开孔结构,气动阻尼的影响不可忽略。