焊接不锈钢大型屋面围护系统非均匀温度场研究
发布时间：2021-10-08 12:28
针对焊接不锈钢金属屋面按照均匀温度作用计算的方法不能反映实际温度效应的问题,本文以焊接不锈钢金属屋面系统为研究对象,进行了在太阳辐射—自然对流换热作用下焊接不锈钢金属屋面的非均匀温度场分布及其力学性能分析。通过FLUENT有限元分析软件进行了太阳辐射和自然对流作用下的非均匀温度场分析,同时进一步针对不同环境风速和不同环境温度进行了参数分析。在得到正确焊接不锈钢金属屋面非均匀温度场的前提下,基于ANSYS WORKBENCH有限元分析软件进行热固耦合计算,得到了焊接不锈钢金属屋面在非均匀温度作用下的力学性能,同时对焊接不锈钢金属屋面的支座布置方式进行了一定的分析。本文主要研究工作与取得的结论如下:1、基于FLUENT的数值分析结果,焊接不锈钢金属屋面在太阳辐射—自然对流换热作用下的温度场分布具有较强的时间非均匀性和空间非均匀性。焊接不锈钢金属屋面在太阳辐射和空气对流作用下的温度值随时刻呈现正弦式变化;在太阳辐射和空气对流作用下各面板之间温度均值值存在较大差异,且面板温度值普遍高于板肋温度值。不锈钢屋面板的均值温度随风速的增加而减小,风速越大,不锈钢屋面板的温度波动幅值越小,温度离散程度也...
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：199 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内公共建筑效果图
（a）方钢管网格划分 （b）计算流域网格划分图 2-2 方钢管于计算流域网格划分由于本次模型验证中，大气边界层的光学厚度较大，需要考虑散射辐射，故使用 P-1辐射模型进行计算。同时在 FLUENT 中采用太阳射线跟踪算法，以此来自动考虑阴影面积以及界面的互相遮蔽作用。6 8 10 12 14 16 18 2002468速（风/sm）时刻环境风速6 8 10 12 14 16 18 20262728293031323334度（温oC）时刻环境温度（a）风速变化曲线 （b）空气温度变化曲线图 2-3 风速与温度变化曲线
本文模拟的方钢管顶面温度最大值与所验证论文中所模拟的温度最为接近，两者与实测方钢管顶面温度最大值的差异分别为 9:00 时刻 6.7%、4.4%时刻的 2.2%、0%；11:00 时刻的 2.1%、0%；12:00 时刻的 8.9%、11.1%。由此可所模拟的方钢管顶面最高温与所验证论文模拟的差异较小。通过使用 FLUENT 对方型钢管模型温度场云图和顶面最高温的计算分析，出本文所使用的 FLUENT 数值模拟方法具有一定的精确性，能够满足后续对焊钢金属屋面在太阳辐射和空气对流作用下的非均匀温度场模拟。（a）8:00 时刻（验证论文模拟温度场） （b）8:00 时刻（本文模拟温度场
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑下部支承结构协同变形的椭圆形弦支穹顶结构温度效应研究[J]. 刘红波,陈志华,王哲,周翠竹,张智升. 建筑结构. 2015(05)
[2]考虑太阳辐射影响的双向张弦梁结构温度效应研究[J]. 刘红波,陈志华,陈滨滨. 工业建筑. 2013(09)
[3]提高金属屋面抗风力技术问题的探讨[J]. 龙文志. 建筑技术. 2013(07)
[4]浅谈金属屋面系统抗风性能的增强[J]. 吴春华,张宪彬. 科技与企业. 2012(07)
[5]鄂尔多斯博物馆双曲异型金属屋面设计[J]. 王德勤,张洋,杨涛,张克勤. 中国建筑防水. 2011(15)
[6]日照作用下钢管混凝土桁拱温度场实测研究[J]. 陈宝春,刘振宇. 中国公路学报. 2011(03)
[7]直立锁缝金属屋面系统在模拟极端暴风工况下抗风揭能力测试和分析[J]. 孙成疆. 建筑结构. 2011(S1)
[8]京沪高铁上海虹桥站金属屋面系统施工技术[J]. 张兵. 建筑施工. 2011(01)
[9]太阳强烈辐射对大跨度球面网壳静力性能的影响[J]. 肖建春,徐灏,刘佳坤,马克俭. 固体力学学报. 2010(S1)
[10]温度荷载对新加坡植物园展览温室拱壳杂交结构设计的影响分析[J]. 石永久,高阳,王元清,江洋,张昭一,李国星. 空间结构. 2010(04)
博士论文
[1]弦支穹顶结构施工控制理论与温度效应研究[D]. 刘红波.天津大学 2011
[2]大跨度钢管混凝土拱桥日照温度效应理论及应用研究[D]. 孙国富.山东大学 2010
硕士论文
[1]膜屋面下大跨钢结构太阳辐射非均匀温度效应研究[D]. 李博.天津大学 2016
[2]辐射—热—流耦合作用下钢构件及单层网壳结构温度场分析与试验研究[D]. 肖骁.天津大学 2014
[3]太阳辐射作用下大跨结构非均匀温度效应研究[D]. 陈滨滨.天津大学 2014
[4]上海65米射电望远镜结构非均匀温度场及其效应研究[D]. 柳叶.哈尔滨工业大学 2013
[5]国家体育场钢结构在环境荷载作用下受力特性实测研究[D]. 梅宇佳.浙江大学 2013
[6]太阳强烈辐射对大跨度钢网壳的温度场及受力性能的影响[D]. 刘佳坤.贵州大学 2009
本文编号：3424159
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：199 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内公共建筑效果图
（a）方钢管网格划分 （b）计算流域网格划分图 2-2 方钢管于计算流域网格划分由于本次模型验证中，大气边界层的光学厚度较大，需要考虑散射辐射，故使用 P-1辐射模型进行计算。同时在 FLUENT 中采用太阳射线跟踪算法，以此来自动考虑阴影面积以及界面的互相遮蔽作用。6 8 10 12 14 16 18 2002468速（风/sm）时刻环境风速6 8 10 12 14 16 18 20262728293031323334度（温oC）时刻环境温度（a）风速变化曲线 （b）空气温度变化曲线图 2-3 风速与温度变化曲线
本文模拟的方钢管顶面温度最大值与所验证论文中所模拟的温度最为接近，两者与实测方钢管顶面温度最大值的差异分别为 9:00 时刻 6.7%、4.4%时刻的 2.2%、0%；11:00 时刻的 2.1%、0%；12:00 时刻的 8.9%、11.1%。由此可所模拟的方钢管顶面最高温与所验证论文模拟的差异较小。通过使用 FLUENT 对方型钢管模型温度场云图和顶面最高温的计算分析，出本文所使用的 FLUENT 数值模拟方法具有一定的精确性，能够满足后续对焊钢金属屋面在太阳辐射和空气对流作用下的非均匀温度场模拟。（a）8:00 时刻（验证论文模拟温度场） （b）8:00 时刻（本文模拟温度场
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑下部支承结构协同变形的椭圆形弦支穹顶结构温度效应研究[J]. 刘红波,陈志华,王哲,周翠竹,张智升. 建筑结构. 2015(05)
[2]考虑太阳辐射影响的双向张弦梁结构温度效应研究[J]. 刘红波,陈志华,陈滨滨. 工业建筑. 2013(09)
[3]提高金属屋面抗风力技术问题的探讨[J]. 龙文志. 建筑技术. 2013(07)
[4]浅谈金属屋面系统抗风性能的增强[J]. 吴春华,张宪彬. 科技与企业. 2012(07)
[5]鄂尔多斯博物馆双曲异型金属屋面设计[J]. 王德勤,张洋,杨涛,张克勤. 中国建筑防水. 2011(15)
[6]日照作用下钢管混凝土桁拱温度场实测研究[J]. 陈宝春,刘振宇. 中国公路学报. 2011(03)
[7]直立锁缝金属屋面系统在模拟极端暴风工况下抗风揭能力测试和分析[J]. 孙成疆. 建筑结构. 2011(S1)
[8]京沪高铁上海虹桥站金属屋面系统施工技术[J]. 张兵. 建筑施工. 2011(01)
[9]太阳强烈辐射对大跨度球面网壳静力性能的影响[J]. 肖建春,徐灏,刘佳坤,马克俭. 固体力学学报. 2010(S1)
[10]温度荷载对新加坡植物园展览温室拱壳杂交结构设计的影响分析[J]. 石永久,高阳,王元清,江洋,张昭一,李国星. 空间结构. 2010(04)
博士论文
[1]弦支穹顶结构施工控制理论与温度效应研究[D]. 刘红波.天津大学 2011
[2]大跨度钢管混凝土拱桥日照温度效应理论及应用研究[D]. 孙国富.山东大学 2010
硕士论文
[1]膜屋面下大跨钢结构太阳辐射非均匀温度效应研究[D]. 李博.天津大学 2016
[2]辐射—热—流耦合作用下钢构件及单层网壳结构温度场分析与试验研究[D]. 肖骁.天津大学 2014
[3]太阳辐射作用下大跨结构非均匀温度效应研究[D]. 陈滨滨.天津大学 2014
[4]上海65米射电望远镜结构非均匀温度场及其效应研究[D]. 柳叶.哈尔滨工业大学 2013
[5]国家体育场钢结构在环境荷载作用下受力特性实测研究[D]. 梅宇佳.浙江大学 2013
[6]太阳强烈辐射对大跨度钢网壳的温度场及受力性能的影响[D]. 刘佳坤.贵州大学 2009
本文编号：3424159
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3424159.html
