薄膜结构与风环境的流固耦合作用

薄膜结构与风环境之间存在着较强的流固耦合作用,并且这种耦合作用往往对薄膜结构的振动起控制作用.本文将两者的耦合作用分为静力耦合作用和动力耦合作用,分别建立了静力耦合模型和简化气弹模型,并对所涉及的几个因素进行了初步分析,为下一步的风洞试验研究奠定了理论基础.

含孔洞封闭性薄膜结构的自振特性分析模型

本文初步分析了薄膜结构与风环境的静力耦合作用对薄膜结构自振特性的影响.以静力耦合模型为基础,将含孔洞封闭性薄膜结构等效成一个刚性活塞,分别对无阻尼和有阻尼时薄膜屋盖的自振特性进行了分析.

考虑空气耦合的薄膜结构动力分析

假定空气是可压缩、无粘性和有势的,推导了薄膜结构的非线性刚度矩阵和空气与薄膜结构耦合作用的气动力表达式。根据薄膜结构的受力特点,建立了薄膜结构与空气耦合系统的运动方程。采用有限元方法对无限域的空气进行简化,建立了空气与薄膜结构的耦合有限元模型,模拟了空气对薄膜结构的附加质量和声致阻尼影响。考虑薄膜结构的几何非线性,对结构在空气中的自由振动和受迫简谐振动进行了系统分析,同时探讨了流体环境对薄膜结构动力响应的影响因素。

薄膜结构与风的流固耦合作用

作用在薄膜结构上的风荷载,除与气流本身的特性有关外,还与结构在风荷载作用下的位移、速度、加速度等有关。薄膜结构与风环境之间存在着较强的流固耦合作用,并且这种耦合作用往往对薄膜结构的振动起控制作用。将两者的耦合作用分为静力耦合作用和动力耦合作用,并主要针对静力耦合作用所涉及的几个因素运用解析公式的说明方法进行了初步分析总结,为进一步的风致动力响应研究和风洞试验研究奠定了理论基础。