基于ADINA的門機(jī)風(fēng)載流固耦合分析與碰撞動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、針對沿海港口氣候條件復(fù)雜,常年面臨強(qiáng)臺風(fēng)、強(qiáng)陣風(fēng)的特殊環(huán)境,本文對港口門座起重機(jī)進(jìn)行了數(shù)值風(fēng)洞的流固耦合建模與分析,并分析了兩臺門機(jī)在風(fēng)場中的相互影響,從而提出了利用多臺起重機(jī)聯(lián)合防風(fēng)的策略。同時(shí),對兩臺門機(jī)沿軌道滑行碰撞的情形進(jìn)行了模擬分析,為沿海各港口在軌道起重機(jī)滑行碰撞分析方面提供理論方法與技術(shù)支持。
　　 本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　 (1)港口起重機(jī)風(fēng)場特征研究與CFD理論分析
　　 通過

2、對風(fēng)場的基本特征以及其特征的數(shù)學(xué)描述方式進(jìn)行介紹,闡述了目前在數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域常用的風(fēng)場特征的描述方法。同時(shí),通過對計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)的基本方程及常用湍流數(shù)值模擬方法的分析,確定了適合本研究中采用的風(fēng)載數(shù)學(xué)模型。
　　 (2)流固耦合理論研究與求解方法
　　 通過對流固耦合理論的原理進(jìn)行闡述,對流固耦合分析中的關(guān)鍵理論問題進(jìn)行了詳細(xì)分析與研究,包括拉格朗日-歐拉法的原理、流固耦合運(yùn)動(dòng)控制方程、耦合界面的邊界條件、流固接

3、觸界面上的數(shù)據(jù)傳遞以及耦合方程的求解等。
　　 (3)碰撞振動(dòng)工程的理論研究
　　 通過對多剛體動(dòng)力學(xué)理論的原理、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程與數(shù)值求解方法、結(jié)構(gòu)碰撞所遵循的守恒方程與邊界條件等理論進(jìn)行研究,對實(shí)際碰撞仿真模擬過程中的非線性特征、沙漏控制方法、相關(guān)接觸界面的處理以及接觸界面上摩擦力的計(jì)算進(jìn)行了分析。
　　 (4)單臺與多臺起重機(jī)有限元流固耦合模型的計(jì)算
　　 通過對起重機(jī)進(jìn)行計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值分析與模擬,

4、計(jì)算出了在不同工況下起重機(jī)結(jié)構(gòu)與流場的信息,并對起重機(jī)各個(gè)坐標(biāo)方向上的風(fēng)載荷合力以及合力矩進(jìn)行了量化計(jì)算。最后通過對多臺起重機(jī)進(jìn)行數(shù)值風(fēng)洞分析,分析了在風(fēng)場中各起重機(jī)之間的相互作用關(guān)系,從而對目前港口起重機(jī)的防風(fēng)提出了相應(yīng)的應(yīng)對策略和理論方法。
　　 (5)起重機(jī)沿軌道滑行的碰撞振動(dòng)分析
　　 通過對兩臺門機(jī)因受強(qiáng)風(fēng)作用而沿軌道滑行碰撞的過程進(jìn)行模擬,分析了起重機(jī)主要部件碰撞振動(dòng)形式,并對其振動(dòng)曲線進(jìn)行了傅里葉分析。最后