国家杰出青年科学基金(51125031)
- 作品数：36 被引量：167H指数：9
- 相关作者：叶继红冯若强董欣孙虎跃齐念更多>>
- 相关机构：东南大学中国矿业大学江西理工大学更多>>
- 发文基金：国家杰出青年科学基金国家自然科学基金江苏省普通高校研究生科研创新计划项目更多>>
- 相关领域：建筑科学理学矿业工程更多>>
- 基于PIV技术的平屋盖表面分离泡流动结构研究被引量：4
- 2016年
- 该文利用粒子图像测速技术,通过风洞流场显示试验,观察了大跨平屋盖表面的分离泡现象,给出了不同来流工况下多个可视化平面的旋涡流线和涡量场分布。试验结果表明,当风向垂直于平屋盖迎风前缘时,屋盖顶面将出现典型的分离泡现象,涡量场的负向峰值出现在迎风前缘处,屋面风压力随离迎风前缘距离的增加而减小。均匀流场下流动将在迎风边缘产生分离而后再附,再附长度近乎横跨整个屋盖;而湍流场中的小尺度湍流促使分离剪切层较早地再附形成分离泡,且湍流度越大,旋涡再附长度越短。运用FLUENT模拟了平屋盖表面的分离泡,与流动显示试验结果吻合较好。通过多个可视化平面的综合分析得到分离泡的三维形态特征,建立了旋涡的演化、涡核位置与建筑物表面压力分布的内在联系,获得了若干有价值的结论。
- 孙虎跃叶继红
- 关键词：PIVCFD模拟
- 地震作用下基于响应敏感性的单层球面网壳冗余度分析方法研究被引量：6
- 2014年
- 冗余特性是结构鲁棒性的重要组成部分,也是损伤情况下结构安全性的体现。在地震等动力荷载作用下单层球面网壳结构的倒塌模式由诸多因素决定,其中结构的冗余度是重要的影响因素。为合理评估地震作用下的结构冗余度,本文基于结构响应对单元材料弹性模量的敏感性提出地震作用下的结构构件冗余度评价方法,并对一星型网壳在地震作用下的弹性、弹塑性冗余度进行分析,以验证方法的有效性。结果表明,结构冗余度能够反映构件在结构中的重要性,冗余度值的大小是构件重要性的衡量指标,低冗余度构件是结构的关键构件。利用结构的冗余度分布,可以采取加强低冗余构件的措施,从而实现网壳结构倒塌模式的优化控制。
- 朱南海叶继红
- 关键词：单层球面网壳地震作用
- 弹性DEM方法在杆系结构中的应用研究被引量：10
- 2017年
- 基于颗粒离散元方法(DEM),结合杆系结构的特点,提出了一种适于杆系结构问题分析的DEM模型。对颗粒元相应的质量和转动惯量计算公式进行了修正;通过能量等效原理推导了杆系DEM模型分析时弹簧接触刚度系数表达式;将瑞利阻尼引入到DEM方法之中,给出了阻尼常数计算公式并用算例进行了验证。将该方法应用于杆系结构弹性分析,包括静动力与几何非线性大变形问题的空间框架结构和网壳结构等多个算例,计算结果与有限元方法结果吻合良好。DEM方法的特点是将动力分析和几何非线性分析自动包含在运动方程的计算之中,不用组集刚度矩阵,无需迭代求解。杆系DEM模型非常适宜处理杆系结构大变形及动力非线性问题,尤其是在结构进入强非线性之后的模拟分析。
- 齐念叶继红
- 关键词：离散元杆系结构
- 基于遗传-模拟退火算法的单层球面网壳结构破坏模式优化被引量：8
- 2013年
- 将遗传算法和模拟退火算法相结合,以遗传算法作为基础,将模拟退火机制融入其中,提出遗传-模拟退火算法(GASA)。通过三个经典函数最小值求解,表明混合算法在优化行为、优化效率及稳定性方面均具有明显优势。以构件截面为优化变量,应用构形易损性理论,以结构集簇过程中自由簇构形度Q标准差最小为优化目标,建立单层球面网壳结构倒塌破坏模式优化模型。以一个原型跨度75 m、相似比1∶10的单层球壳振动台试验模型为例,采用GASA算法对此试验模型进行倒塌模式优化分析,通过优化前后自由簇构形度变化规律和加速度时程分析结果的对比,表明提出的优化方法及优化模型能够实现单层球面网壳在地震作用下的倒塌模式从无征兆的动力失稳破坏转化为承载力强度破坏。
- 刘文政叶继红
- 关键词：单层球壳
- 大质量法在基于离散元法多点激励分析中的应用和误差修正被引量：8
- 2016年
- 为解决离散元法的多点激励问题,在离散元法中引入大质量法。基于课题组提出的杆系离散元法,推导了大质量法应用于离散元法的理论公式,并编制了相应计算程序。理论分析发现,质量比例阻尼系数是导致大质量法产生误差的关键因素,误差随着其值增大而增大。因此,提出了地震波加速度时程修正公式,得到了改进后大质量法。以40m跨K8型单层球面网壳为计算模型开展分析,首先确定了阻尼和大质量的取值范围,而后分别采用相对运动法、大质量法和改进后大质量法进行动力时程分析,并予以比较。计算结果表明,改进后大质量法与相对运动法计算结果更为吻合,可大幅度减小误差,从而验证了改进后大质量法在杆系离散元法中的适用性和计算精度。
- 许玲玲叶继红薛素铎
- 关键词：多点激励离散元法大质量法
- 自由曲面索支撑空间网格结构形态优化被引量：11
- 2013年
- 索支撑空间网格结构是一种新型的单层网壳形式,主要应用于玻璃采光顶结构中。由于目前对自由曲面索支撑空间网格结构形态方面的研究国内外还相对较少,为此提出了一套适用于该类结构的形态优化方法。该优化方法采用结构整体应变能为优化目标、结构高度为优化变量、共轭梯度法为优化算法。根据索支撑空间网格结构的建模方法,将优化结构整个曲面转化为优化结构的准线和母线。采用该方法对自由曲面索支撑空间网格结构进行形态优化研究,得到结论如下:首先,采用本文形态优化方法,收敛速度快,形态优化后结构的力学性能提高很大;其次,形态优化过程中平面四边形网格属性不变,优化变量少;最后,对优化后的离散网格重新进行拟合生成曲面,对该曲面重新划分网格,保证网格长度相等。重新划分网格为结构构件加工和施工提供了便利,而且结构力学性能削弱不大。
- 冯若强葛金明叶继红
- 关键词：自由曲面共轭梯度法空间网格结构
- 大跨屋盖表面局部体型系数和峰值风压研究被引量：9
- 2018年
- 基于大跨平屋盖和马鞍屋盖风洞测压试验,利用面积时程法得到全风向下屋盖最不利局部体型系数,并将计算结果与我国GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》进行对比分析,同时采用Davenport峰值因子法、Hermite矩模型理论,分别计算高斯区、非高斯区峰值因子,得到屋盖表面最不利峰值风压。结果表明：我国GB 50009—2012中关于围护结构局部体型系数的规定不尽合理,在屋盖迎风前缘拐角区域明显低估了风吸力;对于迎风前缘中部区域,规定的局部体型系数过于保守;对于屋盖的中心区域,采用单一系数低估了迎风拐角区域与中心区域交界处的体型系数。为此,基于风洞试验和理论计算结果,参考日本AIJ-2004,对两类屋盖的全风向最不利局部体型系数和峰值风压系数进行了分区界定并给出相应的建议值。
- 叶继红孙虎跃
- 关键词：风洞试验风吸力体型系数
- 多点输入下基于响应敏感性的单层球面网壳冗余特性研究被引量：5
- 2016年
- 结构的响应敏感性是用来描述结构行为与设计参数之间关系的函数,文章基于响应敏感性对结构冗余特性进行研究,提出基于结构应变能敏感性的冗余度评价方法,即以结构整体应变能对构件材料弹性模量的敏感性极值作为冗余度评价指标,考虑局部损伤对结构整体的影响。在Dibaj和Penzien求解多点输入响应弹塑性动力方程的基础上推导多点输入下结构应变能对构件弹性模量敏感性的一整套计算公式,再以此为基础衡量结构构件在多点输入下的冗余度。以2个跨度23.4m、矢跨比1/2的K6型单层网壳多点输入振动台倒塌试验模型为检验对象,对比完善结构和人为设置薄弱区结构模型的倒塌过程,表明文中冗余特性评价方法能全面反映结构的整体性能,可以正确识别结构的薄弱区域和关键构件所在。
- 叶继红李柯燃
- 关键词：单层球面网壳多点输入
- 静力荷载作用下基于敏感性的单层球壳冗余度分析方法研究被引量：7
- 2013年
- 为合理评估单层球面网壳结构在静力荷载作用下的构件冗余度,以结构应变对单元材料弹性模量的敏感性作为评价指标,综合考虑单元弹性模量变化对结构影响,给出结构构件冗余度评价方法。为验证方法的有效性,将其与利用结构极限承载能力的冗余度评价方法比较。结果表明,基于应变敏感性与利用极限承载能力分别计算的结构冗余度一致。冗余度值的大小是结构单元重要性衡量指标,冗余度值小的结构单元,其失效后将对结构整体性能产生重要影响。冗余特性可决定结构鲁棒性,能体现损伤情况下结构安全性。
- 朱南海叶继红
- 关键词：单层球壳静力荷载
- 马鞍屋盖表面锥形涡流动模型研究
- 2015年
- 该文基于大跨平屋盖和马鞍屋盖表面锥形涡流动显示试验,对现有的兰金涡模型进行改进,在其涡核区与势流区之间添加过渡区,从而建立了简化的二维锥形涡流动模型,给出了旋涡上部流速、旋涡内部流线曲率以及屋面涡核吸力之间的定量关系。据此流动模型,分析了旋涡强度的影响因素即为旋涡内部流线曲率和旋涡流速:旋涡内部流线曲率越大,旋涡转速越快,旋涡强度越大。基于流动显示试验和测压试验所得平屋盖以及马鞍屋盖表面各旋涡参数之比,以平屋盖表面锥形涡为基准,量化了各风向下马鞍屋盖表面的锥形涡强度。通过加入考虑旋涡效应对传统准定常理论进行修正,给出了锥形涡涡核吸力(均值、峰值)的计算公式,并将计算值与马鞍屋盖刚性模型风洞测压试验数据进行对比,验证了锥形涡流动模型对于预测马鞍表面锥形涡涡核吸力的有效性。
- 叶继红董欣
