基于合成湍流来流的相控阵天线风载大涡模拟

【摘要】：风载是大气边界层中相控阵天线的主要载荷。针对Gaussian平稳随机过程理论无法计算横向脉动风载的局限性以及计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)中谱方法生成风速脉动的不合理,结合CFD和脉动风场模拟技术,提出一种大气边界层中天线风载的计算方法。根据大气条件下的Kaimal风速谱,采用谐波合成技术模拟出空间相关的顺风向及横向脉动风速,以此为计算边界条件,并采用动力Smagorinsky亚格子应力模式进行大涡模拟,计算出某相控阵天线的风压及风载系数时程。计算结果与具有相同体型的标准模型风洞试验结果及大涡模拟结果进行比较,表明采用合理布置风速模拟点的该方法在各方向上的计算结果均与试验结果比较吻合。该方法实现了对结构风压和风载时程的计算,具有广泛的通用性和重要的工程应用价值。