1．目的及意义

港口是交通水运的重要组成部分，在对外贸易、商品流通、经济发展的环节中起着至关重要的作用。随着各方面的发展，对港口机械化自动化的要求也越来越高，同时这也促进了港口机械的发展。起重机作为港口机械中的一个重要组成部分，从港口发展和运作的角度来看，是不可或缺的。起重机是以将货物通过吊具举起或考吊起，并移动到另外一个地方的机械设备，具有工作速度快、装卸效率高、起制动频繁等特点。而且港口起重机种类多样可以满足不同种类货物运输的要求。目前港口使用的起重设备主要是门座起重机和岸边集装箱桥式起重机。门座起重机在我国各个港口使用非常广泛，可以说门座起重机是港口机械的最主力机型，在港口的生产环节中发挥着无可替代的作用。

近几年,港口起重机由于遭受台风侵袭而引起的风灾事故不断发生,事故的发生不仅直接影响码头正常的生产秩序,同时也给港口企业造成严重的经济和生产损失,而且还造成严重的人员伤亡。因此,大型起重机的防风抗台问题应该引起重视。

风载荷对大拉杆结构的影响具体表现在如下几个方面：

①风荷载对工程起重机大拉杆的结构刚强度的影响，风载荷作用在结构上面，以风压的形式对起重机产生额外的附加载荷，使得起重机大拉杆的变形和应力增加。

②风荷载对起重机整体稳定性的影响。

起重机稳定状态下自身是可以很好的平衡前倾力矩的，但是在工作情况下如果强风吹过很可能破快了这个平衡而使得倾覆力矩不能平衡而出现危险。在对起重机进行设计的时候，设计人员是按照当起重机起吊额定重量的货物来考虑的，所以在正常工作的时候起重机的稳定性是能够得到保证的。但是当不起吊货物的时候起重机的重心后倾，特别是大起重量的起重机，这个时候就有风载荷作用于结构的时候使得起重机抗倾覆能力被削弱进而发生倾覆事故的概率增加。

③风载荷导致的大拉杆结构件振动，出现疲劳破坏。

起重机上大拉杆是属长杆件，是箱形结构，风流过结构件导致结构件出现周期性的振动，当振动频率未达到结构件的固有频率时，虽说不会有太大的强度方面的影响，但是也会容易出现疲劳现象减弱结构的强度。振动频率一旦接近结构件的固有频率则会造成较大的振动响应。

在国外70年代初，人们就开始了用数值模拟方法对非线性流体进行计算。在80年代中期研究人员就已经用k-ε模型对某些建筑结构的表面风压及绕流运动进行数值模拟和分析，利用该方法对不同风向、风速下的高、低物体进行风载荷问题的探讨。目前已经有许多知名软件公司开发的软件具备流固稱合分析，例如fluent、adina、CFX等等。目前ansys在并购CFX和组合FLUENT了和之后也能实现单向及双向流固耦合分析，操作简单易于上手。

在计算流体力学的工程应用中，我国已经有大量的学者进行了广泛的分析与研究。例如：上海海事大学的等用数字风动技术，通过对箱体结构的计算流体力学分析，研究了典型起重机的双箱梁结构在风场中的风振效应；武汉理工大学的路世青通过对不同风载工况下的手工计算与计算机数值风洞模拟的风载效应进行对比分析，利用 ＡＮＳＹＳ对离岸深水港口的岸桥进行了风载分析与研究，并提出了利用大型设备群组来实现防风防台的理念；大连理工大学的孙家斌利用 ＡＮＳＹＳ的 ＣＦＸ 模块以数值模拟的方式详细研究了起重机常用基本构件的风载荷系数，针对起重机的设计制造提出了建议；山东大学的桂罗辉利用ＡＤＩＮＡ 软件对单梁龙门起重机进行了流固耦合的风致动力相应分析，并得出了单梁龙门起重机主梁的风振系数与体型系数。然而大部分学者在进行大跨空间结构的计算流体力学分析中使用的主要是流体场的单向耦合方式，仅考虑风场对结构的风载效应，而没有考虑受风载作用下的结构变形反过来同样会对流场造成影响，即流固耦合效应。虽然门座起重机在港口前沿有着相当广泛的使用，但是在数值风洞分析中，基本上没有发现有针对门座式起重机这种复杂结构进行风载分析与计算。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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完成的主要任务及要求：
1.完成专业文献检索15篇以上，其中至少3篇为外文文献；
2.翻译不少于20,000英文（5000汉字）印刷符的与选题相关的外文资料，附外文原文；
3.在进行检索、阅读的基础上提交开题报告1份；
4.确定研究分析的方案、包括主要参数，需要获得的数据等
5.建立所要求结构的流固耦合仿真模型并进行仿真，应有模态分析、仿真动画、仿真分析、数据分析报告、大拉杆结构的抗风设计等。
6.撰写毕业设计报告书一份，其字数不少于12000字。具体按《武汉理工大学本科生毕业设计（论文）撰写规范（理工类）》撰写。