Voor moderne slanke structuren is windbelasting vaak een kritiek belasti ngsgeval. In het geval van vrij flexibele structuren beïnvloeden de grot e structurele verplaatsingen de drukverdeling rond de constructie. Dit k an aanleiding geven tot instabiliteiten, zoals flutter van bruggen, gall oping van kabels en het ovaliseren van silo's. Deze thesis bestudeert do or de wind geëxciteerde ovaliserende trillingen van een groep van veerti g silo's aan de hand van gekoppelde numerieke berekeningen van het fluïd um en de structuur. Eerst is een drie-dimensionaal eindige-elementenmodel van de silostructu ur gevalideerd aan de hand van modale parameters bepaald op basis van ee n in situ experiment. De randvoorwaarden beïnvloeden de eigenfrequenties en eigenmodes in sterke mate. De eigenmodes met de laagste eigenfrequen ties (3.93 Hz) bestaan uit een halve sinus over de hoogte en drie of vie r sinussen over de omtrek. Alle eigenmodes hebben een lage modale modale dempingsfactor rond 1%. Vervolgens is de turbulente windstroming rond een groep van 8-bij-5 silo s bestudeerd bij een Reynoldsgetal 12.4e6 aan de hand van twee-dimension ale niet-stationaire Reynolds gemiddelde Navier-Stokes berekeningen. Om de invloed van de turbulentiemodellen, de wandmodellen en het niet-stati onair gedrag te verduidelijken, worden vooraf resultaten voor de stromin g rond één cilinder vergeleken met experimentele data en numerieke resultaten uit de literatuur. In de groepsopstelling worden vooral de ci linders op de hoeken opzij van de groep zwaar belast. Tenslotte wordt het eindige-elementenmodel van de structuur gekoppeld me t de drie-dimensionale berekening van de stroming rond één cilinder om het optreden van ovaliserende trillingen te voorspellen. Op de fluïd um-structuur interface worden randvoorwaarden uitgewisseld tussen beide berekeningen. Binnen elke tijdstap itereert de methode tussen het fluïdu m en de structuur totdat de koppelingsvoorwaarden voldaan zijn. De strom ing wordt berekend op een vervormend rooster op basis van de arbitraire Lagrangiaanse-Euleriaanse beschrijving. De verplaatsingen van de rooster punten worden berekend door de structurele verplaatsingen op de interfac e te diffunderen door het fluïdumgebied. Geometrisch niet-lineair struct uurgedrag wordt ingerekend aan de hand van een geactualiseerde Lagrangia anse beschrijving. De berekende respons van de silo wordt gedomineerd do or de eigenmodes met drie of vier sinussen over de omtrek.
展开▼
