基于流固耦合的跑道关闭指示装置结构仿真分析.pdf

基于流固耦合的跑道关闭指示装置结构仿真分析 of based Stucturalsimulation closureInstructiondevice analysisrunway on何uld-solid coupling 张积洪，张金龙 ZHANG Ji．hong。ZHANGJin—long (中国民航大学航空自动化学院，天津300300) 摘要：跑道关闭指示装置是机场地面主要的目视助航设备之一，承受当地典型风力载荷。本文应用流 固耦合分析方法，在ANSYSWorKbench有限元分析平台上，对指示装置在特定风场下进行仿 真模拟，得到了指示装置所处流场的风速和风压分布。以流场计算结果为输入，对指示装置进 行固体场的仿真分析，得到了结构的应力分布和变形情况。分析结果可为后期的结构改进和优 化设计提供理论依据和参考。 关键词：跑道关闭；流固耦合；ANSYS；Workbench；风压分布；应力 中圈分类号：THl22；TBl26文献标识码：A 文童编号：1009—0134(2013)02(上)一0099—04 34．201 Doi：10．3969／J．Issn．1009-013．02(上)．26 0引言 由于机场跑道临时关闭标示车的使用条件及 特点要求保证“X”形跑道关闭指示装置在风力载 随着我国民航业的迅速发展，机场改扩建的 进程日益加快，同时机场的不停航施工情况逐渐增 荷作用下具有一定的结构强度和刚度，因此准确 多，在突发跑道、滑行道或联络道等紧急修复或施 计算出风荷载就显得尤为重要。 工维修的情况下，为保证航空器的正常运行，需要 流固耦合是流体力学和固体力学交叉而生的 对以上位置实施关闭。此外，由于天气、事故等诸 一门边缘科学。它的研究对象是流场和固体变 多原因，也需要对跑道实施临时关闭。 形场间相互作用的行为。随着流固耦合技术的 对于临时需要关闭的跑道，大部分机场目前 不断发展，它已经运用到水利、航空航天、机 是通过发布航行通告或利用停止排灯来通知飞行 械、海洋、地震地质、生物以及核工程等各个领 员跑道是否关闭。这样缺乏明确关闭指示信号的 域。尤其是大型数值仿真模拟软件的应用，比如 Workbench 做法对飞行区或正处于进近降落的飞机存在巨大 ANSYS、ANSYSCFX、FLI脚等， 的安全隐患，这凸显了跑道临时关闭指示装置研 使得处理流固耦合问题更加方便快捷…。文中运 究的必要性和紧迫性。 用ANSYS Flow 针对这一问题设计的跑道临时关闭标识车可 (Fluid 在跑道需要临时关闭时驶入目的地点，打开可伸 缩的“x”形指示装置，接通安装在指示装置上的 合分析，得到了指示装置在风力载荷作用下的变 目视助航灯具，明确指明该跑道处于临时关闭状 形和应力分布，为后期的结构