考虑流固耦合作用的充气膜结构风压分布研究

来源：计算力学学报杂志2017年第5期北京时间：

作者：申跃奎,赵德顺,王秦

单位：西安建筑科技大学土木工程学院, 西安 710055,西安建筑科技大学土木工程学院, 西安 710055,深圳市博德维环境技术股份有限公司, 深圳 518057

摘要：充气膜结构是典型的风敏感型柔性结构，风荷载经常起关键的控制作用。本文利用ANSYS14.5程序中的workbench平台，考虑流固耦合作用，研究矩形平面气承式充气膜结构的风压系数分布。其中，选用基于雷诺时均模拟法的RNG k-ε湍流模型进行风场模拟，采用弱耦合分析方法模拟流固耦合风荷载效应。分析的参数选择风向角、结构内压、矢跨比和平面长宽比。针对矢跨比分别为1/4，1/3和1/2，长宽比分别为5/3，2/1和3/1的柔性充气膜结构模型，计算不同内压及不同风向角作用下的结构响应。结果表明，考虑流固耦合作用时，充气膜结构的风压体型系数比不考虑流固耦合作用的刚性模型明显偏大，其影响因子在1.25~1.5之间；充气膜结构的风压系数分布受风向角、内压、长宽比及矢跨比的影响较大。

关键词：流固耦合,CFD数值模拟,充气膜结构,风压分布,

基金资助：西部建筑科技重点实验室项目（K01346）资助项目.