海港集装箱群抗风应用的数值模拟研究

摘要

近年来我国沿海地区台风频繁，给沿海各省造成了重大损失。目前国内外对结构的抗风研究主要是偏重于房屋结构和桥梁结构等方面，而关于港口集装箱堆场的抗风研究却很少。当台风袭击港口时，经常会引起集装箱跌落而导致财产损失。因此，分析集装箱在强风作用下的受力状态，以便提高集装箱群的抗风能力是十分必要的。 ⑴对国内外有关风工程研究现状和方法进行了归纳总结，阐述了大气边界层环境的风特性，同时对CFD数值模拟基本理论及技术进行了较为详细的论述。 ⑵对单堆集装箱风致失效机理进行了力学分析，并定义了集装箱堆失效临界风速。同时采用了CFD数值模拟方法重点研究了单堆集装箱在尺寸、层高、排数影响下的失效临界风速，以及对特殊工况即阶梯堆放的失效临界风速进行分析。在此基础上通过分析和归纳，获得了各种工况下的失效临界风速。 ⑶对两堆集装箱在层高、排数、以及间距影响下的风干扰效应进行数值模拟分析，同时对特殊工况即不等高的两堆集装箱的风干扰效应进行了初步研究，并得出了干扰因子随层高、排数、以及间距的变化规律。 ⑷根据堆场的实际情况，对定间距的三堆集装箱在排数、层高影响下的风干扰效应进行分析，并得出相应的结论。