船舶封閉式復合材料桅桿風載特性規(guī)律研究.pdf

1、鑒于艦船桅桿隱身性的需要，綜合集成桅桿一般采用透波性較好的復合材料制造，復合材料具有特殊力學特性，如果在結構設計中仍采用軍規(guī)中關于筒型鋼質(zhì)桅桿的計算載荷，則可能導致桅桿的局部過載，引起桅桿結構破壞，因此本文對復合材料綜合集成桅桿開展風載特性研究。
　　 論文首先以八邊形桅桿為基礎進行桅桿剛性體數(shù)值計算可行性研究，通過適當定義計算流域尺寸，網(wǎng)格類型及數(shù)目，湍流模型，得出數(shù)值計算可在誤差允許范圍內(nèi)準確模擬桅桿的風載特性。
　　

2、 復合材料特殊力學特性使桅桿具有“柔”性，如果桅桿變形幅值過大將會影響到流體域的求解，繼而影響到桅桿表面的風壓分布，因此論文展開了集成桅桿的耦合分析，將流固耦合數(shù)值計算結果與模型實驗結果及桅桿剛性體數(shù)值計算結果進行對比，分析三者之間的差異。
　　 論文在對八變形桅桿簡化載荷進行有效性驗證中發(fā)現(xiàn)，國軍標載荷對應的位移最大值小于實際載荷對應的位移最大值，如果復合材料桅桿的結構設計采用國軍標所規(guī)定的載荷施加方式，復合材料桅桿則可能因

3、局部過載導致變形過大而破壞。論文提出的風載簡化載荷考慮了復合材料的局部效應，可對復合材料桅桿的結構設計提供參考。
　　 隨后論文對四、六、八邊形綜合集成桅桿展開不同雷諾數(shù)，不同風向角下的風載特性研究，通過對大量工況進行計算，獲得桅桿風載隨雷諾數(shù)及風向角的變化規(guī)律，通過研究發(fā)現(xiàn)論文計算中所采用工況的雷諾數(shù)均已超過臨界雷諾數(shù)，平均壓力系數(shù)，脈動壓力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化趨于穩(wěn)定。八邊形、四邊形及六邊形桅桿平均壓力系數(shù)及脈動壓力系數(shù)沿桅桿