基于改进涡方法的膜结构流固耦合研究

采用改进涡方法对膜结构的流固耦合进行模拟。将非协调边界元计算势流的方法引入到传统涡方法中，即为改进涡方法。该算法可以精确计算三维粘性、不可压缩流场。采用改进涡方法可以得到每个时间步膜结构的单元节点流场压力，通过与ansys有限元模型提取出的整体刚度矩阵联合求解得到单元节点位移，并可以由单元节点位移求解出下一时间步的流场分布。由于本文引入了高效的预处理循环型广义极小残余迭代算法(GMRES)，使得边界元法的优势得到了充分发挥，大幅度节省了计算时间。完成了方形平屋盖膜结构气弹模型风洞试验。采用本文算法对膜结构流固耦合效应计算得到的位移均值大部分与风洞试验吻合，计算结果表明本文提出的方法是模拟膜结构流固耦合问题的有益尝试。