高耸进水塔流固耦合与参数敏感性分析

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1、分类号高UDC耸密级进水学号1108150884塔流固耦合与参数敏感性分硕士学位论文析高耸进水塔流固耦合与参数敏感性分析张博张博西安理学科门类：工学工学科名称：水工结构工程大学指导教师：刘云贺教授宋志强副教授申请日期：2014年3月摘要论文题目：高耸进水塔流固耦合与参数敏感性分析学科名称：水工结构工程研究生：张博签名：指导教师：刘云贺教授签名：宋志强副教授签名：摘要本文系统的介绍了进水塔发展概况，地震动算法概况，以及流固耦合和附加质量的计算方法。主要探讨了流固耦合算法与附加质量算法对于高耸进水塔的地震响应区别，并对塔间连接梁和塔背回填混凝土做了参数敏感度分析，得出了连接梁的粗细与

2、塔背回填混凝土的高度对于进水塔结构的自振特性的影响。通过对流固耦合算法和附加质量算法在进水塔自振特性、地震位移响应、地震应力响应方面的系统对比，得出了两种算法在地震计算下的区别，应用方向。主要内容如下：1、介绍了ADINA软件的流固耦合。综述了地震分析的发展现状和基本理论。包括：流固耦合的基本理论、发展现状和软件中的实现方式，附加质量的基本理论以及反应谱法在ansys中的具体应用分类。介绍了我国目前阶段的水利概况和进水塔主要分类，包括本算例所使用的进水塔类别。2、对进水塔参数敏感度分析以塔间连接梁和塔背回填混凝土为例，首先分别计算五种独立粗细的连接梁的进水塔自振频率，其次计算得出

3、了五种塔背回填混凝土高度对于进水塔自振频率的影响。最后分别选取整体频率最高的两种连接梁粗细和塔背回填混凝土高度进行交叉组合，分析了两种参数对于进水塔前10阶频率中高频段和低频段的影响，得出了两种参数对自振特性影响的最优组合。3、在流固耦合算法与附加质量算法的系统对比中，首先对两种算法在满水位（正常蓄水位）和半水位（正常蓄水位高度一半的水位）两种工况下的自振特性进行了对比分析。其次分别比较了顺河向、横河向、竖向三个地震输入方向下，两种算法的地震位移响应。最后对地震响应最大的横河向地震进行了地震应力响应对比。通过以上不同方面的对比，得出附加质量的计算结果较流固耦合的更为保守，适用于进

4、水塔整体稳定性计算。而流固耦合的结果更能反映出结构—水相互作用，适合在对进水塔细部结构例如连接梁或胸墙等的应力情况考虑时应用。关键词：进水塔，流固耦合，动力特性，附加质量，对比分析I西安理工大学硕士学位论文Title:IntaketoweroffluidsolidcouplingandparametersensitivityanalysisoftoweringMajor:HydraulicStructureEngineeringAuthor:ZhangBoSignature:Supervisor:Prof.LiuyunheSignature:Prof.SongzhiqiangSi

5、gnature:AbstractThispaperintroducedtheintaketowerdevelopment,algorithmofgroundmotion,andthefluidsolidcouplingandthecalculationmethodofadditionalmass.Mainlydiscussesthedifferencebetweentheseismicresponseofhighintaketoweroffluidsolidcouplingalgorithmandadditionalqualityalgorithm,andtheconnectio

6、nbetweenthebeamandthetowertowerBackfillConcreteMadeofparametersensitivityanalysis,theconnectionofbeamandcolumnthicknessofbackfillheightofconcreteforintaketowerstructurefromthevibrationcharacteristicsofthe.Thefluidsolidcouplingmethodandadditionalqualityalgorithmintheintaketowervibrationcharact

7、eristics,seismicresponse,seismicstressresponseintermsofthecomparison,thedifferencebetweenthetwoalgorithmsinseismiccalculation,application.Themaincontentsareasfollows:1、introducestheADINAsoftwareflowsolidcoupling.Summarizesthedevelopmentofseis