大跨度柔性空間結構風洞試驗關鍵技術研究

《大跨度柔性空間結構風洞試驗關鍵技術研究》是依託同濟大學，由李元齊擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：大跨度柔性空間結構風洞試驗關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李元齊
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

大跨柔性空間結構體系自重輕、效率高、結構優勢獨特，且可滿足建築上造型新穎別致的需要，在國內外發展迅速。但因其結構風致回響可能存在流固耦合現象，抗風分析與設計問題已成為其工程套用的關鍵科學問題之一。目前，針對大跨柔性結構的抗風設計仍主要依賴於風洞試驗，但相應試驗技術尚無法完全滿足對這類柔性結構抗風分析的要求。課題基於已有研究成果，利用最新風洞試驗技術，研究大跨柔性空間結構氣彈模型風洞試驗關鍵技術，主要包括：（1）基於流固耦合程度的大跨空間結構柔性判定準則研究，為不同風洞試驗模型（壓力模型、氣動或氣彈模型）的使用提供判定準則；（2）柔性空間結構氣彈模型相似比要求研究，為氣彈模型套用提供試驗和理論基礎；（3）柔性空間結構氣彈模型風洞試驗數據測量技術與套用。研究成果將為揭示柔性空間結構風振回響機理的風洞試驗關鍵技術提供試驗和理論基礎，為實際工程風洞試驗研究提供指導，具有很好的理論意義及工程套用價值。

結題摘要

本項目基於已有研究成果，利用最新風洞試驗技術，研究柔性結構體系氣彈模型風洞試驗關鍵技術，主要工作及成果包括：（1）對單層網殼、雙層網殼和弦支穹頂結構基於風致回響分析進行了風敏感性研究，提出了計算背景回響和共振回響的改進分析方法，為基於流固耦合程度的柔性結構判定準則及柔性結構氣彈模型相似比要求的確定提供了理論基礎。（2）提出了薄膜附加質量的簡化模型，並對一圓膜在多種氣壓下的自振特性進行了試驗研究。試驗結果表明，本項目提出的簡化模型的計算結果與試驗結果符合非常好。同時，本項目提出了一套數值模擬結構附加質量的方法，並與試驗結果吻合良好。在此基礎上，完成了一個索穹頂氣彈模型試驗。最後基於試驗結果和數值模擬分析，對氣彈模型的相似率確定提出了建議。研究成果為揭示柔性空間結構流固耦合效應和風振回響機理提供試驗和理論基礎。（3）對大跨柔性空間結構氣彈模型風洞試驗數據測量技術及套用進行了嘗試，為同類研究提供了參考。