理論分析膜結(jié)構(gòu)汽車棚抵風(fēng)設(shè)計的難點在于結(jié)構(gòu)振動中存在的流固耦合現(xiàn)象。解決此類問題的一般的理論分析思路是，適當(dāng)簡化分析模型后運用流體力學(xué)的一些理論，求出結(jié)構(gòu)動力方程中的氣動力項，再通過簡單的數(shù)學(xué)分析來確定結(jié)構(gòu)的耦聯(lián)振動規(guī)律。
有學(xué)者應(yīng)用Kuta- Joukowski條件和薄翼理論，建立了單向懸掛屋蓋在均勻來流作用下的運動方程，并給出了一種基于勢能的結(jié)構(gòu)氣彈失穩(wěn)判定準則，且由此得出了結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自激振動的臨界風(fēng)速大小。有學(xué)者將流體的理想勢流理論和殼體的無矩理論結(jié)合起來，應(yīng)用薄翼理論建立了風(fēng)與薄膜結(jié)構(gòu)的動力耦合方程。采用薄殼理論和勢流理論得到風(fēng)荷載作用下二維平坦薄膜屋蓋的動力耦合作用方程，并利用 Routh- Hurwitz準則確定了結(jié)構(gòu)失穩(wěn)臨界的風(fēng)速。
理論分析所得出的結(jié)果有普遍的適用性，各因素的影響清晰可見。理論分析不但能夠用于指導(dǎo)試驗研究還能驗證新的數(shù)值模擬方法。但理論分析需要做出很多假設(shè)對研究對象簡化分析，這就在一些方面上減小了理論分析的實際應(yīng)用價值，并且薄膜結(jié)構(gòu)一般造型復(fù)雜屬于三維受力體系，非線性作用顯明，較難進行理論分析。
基于以上特點，有學(xué)者提出了理論與試驗相結(jié)合的簡化氣彈模型研究膜結(jié)構(gòu)汽車棚的流固耦合問題。這種方法的基本思路是，假定氣動力近似滿足擬定常理論，將薄膜的氣動力分為由流體自身的脈動性所引起的氣動力作用和由結(jié)構(gòu)運動引發(fā)的附加氣動力作用。流固耦合作用產(chǎn)生附加氣動力通過引入氣承剛度、附加質(zhì)量、氣動阻尼來表示，通過適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型將氣動力與結(jié)構(gòu)運動參數(shù)聯(lián)系起來。簡化氣彈模型的特點是將流體和結(jié)構(gòu)視為一個整體系統(tǒng)，而不考慮具體的流場結(jié)構(gòu)。附加氣動力項一旦確定，就可將風(fēng)與膜結(jié)構(gòu)汽車棚結(jié)構(gòu)的相互作用問題轉(zhuǎn)化為一般的隨機振動分析問題。
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