基于响应面法的平面双开弧门体型优化研究

【作者】 徐超； 王正中； 彭文哲；

【机构】 西北农林科技大学水利与建筑工程学院； 西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心；

【摘要】 近年来全球气侯变暖极端气候频发,海平面上升及沿海地区风暴潮等洪水灾害加剧,大跨度平面双开弧形闸门作为挡潮闸结构是保护沿海地区城市安全的重要屏障。本文在考虑弧门结构水动力特性的基础上,对平面双开弧门的门体截面形式以及支臂布置进行结构体型优化研究,首先根据合理试验设计和流固耦合仿真试验数据,建立了反应弧门结构水动力特性指标的响应面模型;再对弧门结构进行考虑水动力特性的结构动力稳定性分析,以结构动力失稳的临界荷载及结构固有频率为目标函数,强度及刚度为约束,建立弧门结构的多目标优化模型,采用多岛遗传算法对弧门结构进行了体型优化。结果表明基于CFD响应面模型能极大提高考虑水力特性结构优化的计算效率,弧门结构的门体截面形式对结构水动力特性影响较大,V型支臂与门体的布置关系显著影响结构动力稳定,最优结构体型的平面双开弧门水力特性较好,且结构动力稳定性得到有效提高。更多还原