36米跨局部开口雨棚风荷载数值模拟研究

随着我国经济与建筑事业的快速发展,高速铁路的需求日益提升。在恶劣天气下,为了使游客能在站台上正常候车,应在站台的上方设置雨棚。为明确36m跨局部开口雨棚风荷载体型系数,文中基于CFD数值模拟方法对雨棚表面体型系数进行研究分析,利用Realizable k-ε湍流模型对雨棚进行数值模拟研究,详细研究了不同风向角对雨棚表面风压分布规律及体型系数分布的影响。计算分析结果表明,由于来流的冲击作用,导致体型系数极值出现在雨棚迎风边缘处。雨棚表面的风压分布会随着风向角的变化而变化,随着风向角的逐渐增大,极值逐渐减小。在不同风向角风的作用下,雨棚两侧往往受到相反的作用力,这可能会导致局部开口雨棚沿站线方向产生扭转,从而影响结构的稳定性,研究结果可为此类结构的抗风设计提供参考依据。

局部开口受限空间油气爆燃的超压瞬变与火焰行为

开展了油气在局部开口受限空间内油气爆燃的实验研究,获得了不同初始浓度下油气爆燃超压及火焰特性。研究结果表明:内场有两个超压峰值,外场仅有一个,开口处出现负压区。内外最大超压大小基本相同,均由外部爆燃形成。随着浓度的升高,超压先增后减,最大超压对应初始浓度为1.88%。火焰的传播过程分为3个阶段,火焰的形态、颜色、各阶段持续时间、直径、平均速度均受初始浓度的影响。随着初始浓度升高,火焰从淡蓝色层流光滑火焰变为亮黄色褶皱火焰,层流传播阶段和加速变形阶段的持续时间先增后减,溃散熄灭阶段的持续时间增加。火球直径与浓度的关系可用三次多项式描述,火焰平均速度随时间的变化可用二次多项式描述。随着开口率的升高,爆燃超压和火焰速度逐渐减小,火球直径先增大后减小。

局部开口对封闭柱面网壳风荷载影响

局部开口对封闭大跨度空间结构风荷载影响很大,通过刚性模型测压风洞试验对底部和顶部有局部开口的两端封闭三心圆柱面网壳结构的风荷载分布进行了研究,对比不同开口状况下结构的力系数及风荷载分布,给出了局部开口对风荷载及其分布的影响规律,如强负压区的局部开口能有效的减小结构表面的风吸力,而正压区域的局部开口会增大结构表面的风吸力,这些规律为类似结构的抗风设计及防风措施提供了合理的建议。

民用飞机客舱窗对机身扭转刚度的影响

在民用飞机的设计阶段,需要对整机进行模态分析,而如何准确地得到机身、机翼等主要结构部件的刚度数据就显得尤为重要。工程上一般采用闭室结构的刚度计算方法计算各截面刚度,并在此基础上对某些特殊截面的刚度进行修正。为了能让修正后的结果更加接近实际情况,有必要对客舱窗、登机门以及货舱门等局部开口对截面刚度的影响进行研究。本文借助有限元软件PATRAN/NASTRAN,对机身有限元模型进行加载,根据变形结果反推截面的扭转刚度,并将此得到的扭转刚度与闭室结构的计算结果进行比较。通过比较发现,客舱窗对机身扭转刚度有较明显的影响,为工程计算中的修正提供了参考。

航道应急抢通指挥艇全船有限元分析

针对主船体局部开口和主甲板纵桁跨距较大的情况,以航道应急抢通指挥艇为研究对象,采用有限元直接分析的方法对全船结构进行应力计算。结果表明:计算结果均满足规范中许用应力的衡准要求,用有限元分析验证结构强度的方法实现船舶轻量化对同类船舶具有一定的借鉴意义。