風與結(jié)構(gòu)耦合作用的理論及數(shù)值模擬研究.pdf

1、風與結(jié)構(gòu)的耦合作用是自然界中廣泛存在的一種現(xiàn)象，從本質(zhì)上看，它是兩個物理場之間相互作用又相互影響的物理現(xiàn)象。在建筑工程中，大跨屋蓋及索、膜等結(jié)構(gòu)，大多質(zhì)量輕、剛度小，這使得結(jié)構(gòu)對風荷載的敏感性增強，傳統(tǒng)的風工程理論已不能滿足工程實際的需要，因此建筑結(jié)構(gòu)與風的耦合作用得到了學者們的廣泛關(guān)注。
　　 風的本質(zhì)是流體的流動現(xiàn)象，因此文中將風抽象為流體進行研究，同時對流體與結(jié)構(gòu)的耦合作用研究采用弱耦合算法，主要的工作有以下三個方面：

2、r>　　 1.提出了弱耦合算法理論框架，這一理論框架是對弱耦合分析過程和方法的總結(jié)，它使流體域和固體域各自成熟的求解器能夠得到充分的利用。
　　 2.首次提出在流一固耦合問題分析中應(yīng)用CBS(Characteristic-Based Split)算法求解不可壓縮流體，詳細論述了CBS算法的基本理論，并基于CBS算法推導了流體力學基本控制方程的有限元離散格式，開發(fā)了用于三維層流和湍流問題分析的有限元程序。
　　 3.首次

3、提出將隨動有限元法應(yīng)用到三維流-固耦合問題的分析中，推導了適用于節(jié)點具有六個自由度的三角形平板殼單元的隨動有限元方程，詳細論述了通過隨動有限元方程將線性殼單元應(yīng)用到幾何非線性分析的過程。通過將具有面內(nèi)轉(zhuǎn)動自由度的膜單元與DKT薄板單元組合，成功的構(gòu)建了節(jié)點具有六個自由度適用于幾何非線性分析的殼單元；改進了辛科維奇等提出的隨動有限元動力分析方法，并將文中推導的新型殼單元用于動力分析，在滿足計算精度的前提下，使其公式推導更加簡潔，具有更高的