三维湍流风场中雨滴竖向运动特性及FAST索网结构风雨振响应研究

作     者：王成宇 李宏男 付兴 李庆伟 WANG Chengyu;LI Hongnan;FU Xing;LI Qingwei

作者机构：大连理工大学建设工程学院辽宁大连116024 中国科学院国家天文台北京100101 

基　　金：国家自然科学基金项目(52027811 11973006) 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2024年第45卷第10期

页      码：144-157页

摘      要：为了揭示大跨度空间结构在风雨耦合作用下的动力响应特征,研究了三维湍流风场中雨滴竖向速度的变化规律。推导了单雨滴在三维湍流风场中的运动方程,分析雨滴运动轨迹和竖向降落速度。引入了雨滴竖向速度比的概念,并通过构建雨压概率的分布,得到一定置信度下的竖向速度比建议值。基于多元非线性回归分析建立了竖向速度比建议值拟合式,确定雨滴竖向速度的计算方法。考虑雨滴与结构的正面、背面两表面发生碰撞,建立了适用于一般结构的雨荷载计算模型,并开展了FAST索网结构在风雨联合作用下的响应研究。结果表明:在三维湍流风场中,雨滴的运动行为表现出复杂的非线性特性,且雨滴竖向末速度和经验竖向末速度不再保持一致;在风雨耦合作用下,由雨荷载引起的FAST索网节点平动位移均值占总均值的39.7%,说明雨荷载对大跨度空间柔性结构的动力响应有较大影响。为此,在结构设计中,风雨联合作用对大跨度空间柔性结构的影响不容忽视。

主 题 词：FAST索网结构 三维湍流风场 风驱雨 雨滴竖向末速度 雨荷载 

学科分类：081405[081405] 08[工学] 081402[081402] 081304[081304] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.14006/j.jzjgxb.2023.0650

馆 藏 号：203142298...