国家自然科学基金(51278091)
- 作品数：9 被引量：30H指数：4
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- 相关领域：电气工程建筑科学一般工业技术更多>>
- 山脉地形条件下输电线路风偏响应特性研究被引量：2
- 2021年
- 研究了典型孤立山脉地形因素(山脉长度、山脉坡度)对输电线路风速及风偏响应特性的影响.采用CFD数值模拟得到山脉中输电线路沿线各点横向和竖向平均风速,分析了山脉长度、山脉坡度对输电线路各点平均风速的影响.再根据风向的不同建立了两跨和三跨输电线路有限元模型,分别利用数值模拟风速和规范设计风速计算了线路各点位移,得到风偏角增大百分比.研究结果表明:数值模拟结果普遍大于规范设计值.当风向为顺山脉时,山脉入口处线路风速最大,竖向风速可以忽略不计.山脉越长风偏角增大百分比越小,且随着坡度的减小先增大后减小.当风向为垂直山脉时,竖向风速不宜忽略,山脉越长,山体底部直径越大风偏角增大百分比越大.竖向风速在底部直径大于600m时可以忽略.因此当山脉长度和坡度在某一范围内,按规范来进行输电线路的风偏设计是偏于不安全的.本文的研究结果可为实际山脉地形条件下的输电线路风偏设计提供有价值的参考.
- 刘春城孙红运
- 关键词：山地风场输电线路上升气流
- 峡谷和垭口地形条件下输电线路风偏特性被引量：4
- 2021年
- 研究了三种地形因素(山脉长度、山脉坡度、山脉间距)对峡谷和垭口中输电线路风速及风偏响应特性的影响。采用CFD数值模拟得到峡谷和垭口中输电线路沿线各点横向和竖向平均风速,分析了山脉长度、山脉坡度、山脉间距对输电线路各点平均风速的影响。建立了跨越峡谷和垭口的三跨输电线路有限元模型,分别利用数值模拟风速和平地风速计算了线路各点位移,得到风偏角增大百分比。利用响应面方法建立了三种地形因素和风偏角增大百分比的二次回归方程,分析了地形因素对风偏角的影响规律。研究表明:峡谷和垭口对横向风的加速效果明显,山脉入口处风速最大,对竖向风速加速效应不显著。山脉越长且山脉间距越大,风偏角增大百分比越小,随着山脉坡度的减小呈先增大后减小趋势。三种地形因素对风偏角增大百分比影响的灵敏度从大到小依次为山脉长度、间距和坡度。该研究结果可为峡谷和垭口地形条件下的输电线路抗风偏设计提供有价值的参考。
- 刘春城孙红运
- 关键词：山地风场输电线路上升气流
- 大跨越输电塔-线体系覆冰断线模型试验研究被引量：8
- 2012年
- 为了准确有效研究大跨越输电塔-线体系中杆塔结构在覆冰断线工况下的动力响应,以晋东南-南阳-荆门1 000 kV特高压输变电工程中的黄河大跨越段为原型,进行了模拟覆冰条件下五塔四线塔-线体系模型的断线冲击响应试验。试验测得了输电塔薄弱位置杆件的应变时程曲线,研究了塔-线体系在不同断线工况下杆塔的动力响应。通过分析得出了输电杆塔的最不利断线工况,找出了输电塔在断线冲击作用下的最不利位置,为输电塔结构抗冰灾设计提供了有价值的参考。通过进一步研究发现,当断线位置在导、地线悬挂点附近时,输电塔的测点应变突变值与覆冰厚度成近似的一元二次函数关系。
- 刘春城毛绪坤刘法栋李霞辉
- 关键词：覆冰输电塔塔-线体系模型试验冲击响应
- 下击暴流作用下输电线路导线风偏响应特性研究被引量：2
- 2022年
- 为了研究下击暴流作用下输电线路风偏响应特性,基于计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法建立了下击暴流三维瞬态风场模型,给出了下击暴流风剖面的分布特点。通过将计算结果与经验理论模型对比,吻合较好,验证了数值模拟方法的正确性。在此基础上以四档输电线路为工程背景,研究了输电线路档距和导线张力的变化、风暴中心与输电线路相对位置变化以及下击暴流射流倾角变化对绝缘子串风偏角及档距中央导线风偏位移的影响规律,分析了输电线路绝缘子串最大风偏位移与风暴中心的位置的关系,最后针对下击暴流的生成、下沉、冲击及扩散过程对输电线路风偏响应进行了非线性时程分析,揭示了在下击暴流生命周期内输电线路绝缘子串的风偏响应规律。
- 刘春城侯萌
- 关键词：输电线路下击暴流
- Multi-scale Numerical Simulation and Experimental Study of High-Voltage Transmission Tower
- In order to further study and reveal the failure mechanism of high-voltage transmission tower, and assess the ...
- Chuncheng LiuXiangyu MengChuanming Zha
- 山脉地形迎风面输电线路风偏响应特性被引量：3
- 2022年
- 基于计算流体动力学(CFD)方法,得到了山脉迎风面输电线路横向和竖向平均风速,研究了线路架设位置、杆塔呼称高、山脉坡度三种因素对输电线路风速的影响。建立了跨越山脉的四档输电线路有限元模型,分别利用山地风速和平地风速计算线路风偏响应,得到风偏角增大百分比。同时利用响应面方法建立了三种因素和风偏角增大百分比的二次回归方程。研究表明:当线路越靠近山脊,杆塔呼称高越高,线路风偏越严重。对于架设在山脉总高度3/4以下的线路,设计时可以适当减小设计风速,既保证线路风偏安全性又可提高经济性;架设在山脉总高度3/4以上的线路,应适当增大设计风速,以提高输电线路风偏安全性。
- 刘春城孙红运
- 关键词：风致振动输电线路山地风场
- 下击暴流作用下风力发电机表面风压特性被引量：6
- 2021年
- 为揭示下击暴流风场特性和风力机在风场作用下的风压特性,基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对下击暴流风场特性和风力机风压特性进行研究。通过与Wood半经验理论模型对比,验证数值模拟方法的正确性。从风速变化来看,地形对风场变化作用明显,平地下击暴流径向风速在近地面位置较大,随径向距离增加,风速先增大后减小。山地下击暴流主要作用于迎风坡和山顶位置,在背风坡形成绕流涡旋区域,背风坡风速较小,山体具有阻挡效应。迎风面山体坡度对风场有加速作用,最大风速位置为山顶近地面区域。以GW2.5MW风力发电机为例,研究风力发电机位于平地、山坡和山顶位置处的风压特性。结果表明:山顶处风机表面风压集中分布在距离地面0~25m区域内,山坡处风机表面最大风压主要分布在机舱底部,平地处风机表面最大风压集中分布在距离地面0~40m区域的塔筒表面。研究结果可以为风力发电机的设计及安全运行提供一定参考。
- 刘春城查传磊孙红运朱博文
- 关键词：风力发电机下击暴流计算流体动力学风场风压特性
- 输电线路舞动试验及塔线体系舞动疲劳性能数值模拟被引量：4
- 2022年
- 为揭示输电线路覆冰舞动机理,开展了覆冰导线舞动风洞试验,通过变化风速、风向、弧垂等参数研究了柔性覆冰导线舞动特性。研究表明:覆冰导线在风荷载作用下变形到平衡位置,并围绕平衡位置以多阶模态进行振动。覆冰导线顺风向平均变形和振幅最大,并随着风速的增大而增大。采用数值模拟方法建立了三塔四线耦合体系模型,给出了塔线体系舞动响应。计算结果显示:覆冰导线距离初始位置2 m处的平衡位置开始舞动,导线振幅不断增大,舞动轨迹呈椭圆形,导线竖直向振幅明显大于横向振幅。同时基于疲劳累积损伤准则进一步评估了输电杆塔关键节点的舞动疲劳损伤和疲劳寿命。研究发现酒杯塔线体系在舞动过程中上下曲臂交点位置是最易发生疲劳破坏的关键节点,在输电塔的设计过程中应充分考虑上下曲臂交点处的构件疲劳损伤,最后给出了输电塔主要关键节点的舞动疲劳使用寿命。
- 杨宏伟李军阔王丽欢郜帆刘春城杨爱全
- 关键词：输电线路舞动风洞试验数值模拟
- 一种抑制输电线路次档距振荡的新型阻尼间隔棒及其减振效果分析
- 2023年
- 次档距振荡是风的尾流效应引起多分裂导线在次档距范围内振动现象,成为危害输电线路安全稳定运行的一种主要灾害。为了减轻输电线路次档距振荡,提出并设计一种新型阻尼间隔棒。首先通过建立振动平衡方程分析新型阻尼间隔棒的吸振和减振机理,详细探究阻尼比、固有频率比和质量比的变化对其减振性能的影响规律,同时利用数值方法建立新型阻尼间隔棒–分裂导线体系的有限元模型,研究新型阻尼间隔棒对次档距振荡的减振效果,通过与普通间隔棒的减振效果对比发现,安装新型阻尼间隔棒的中间档距导线中点水平和竖向位移大幅减小,新型阻尼间隔棒对输电线路次档距振荡具有明显的减振作用。最后对新型阻尼间隔棒的结构参数和安装位置进行优化和设计,给出新型阻尼间隔棒的重球质量、弹簧刚度和阻尼系数的取值以及阻尼间隔棒的不等间距安装布置方案。
- 刘春城王冬侯萌孙红运
- 关键词：振荡分裂导线减振效果
- 回填土高热阻系数下电缆集群敷设载流量的解析计算被引量：2
- 2019年
- IEC60287标准给出了土壤热阻系数一致时电缆集群敷设恒定负荷载流量的解析计算方法,并给出了计及回填土与母土热阻系数差异的载流量修正计算方法.载流量数值计算结果表明该修正计算方法仅适用于回填土相对于母土为良导热介质的情况.寒冷地区为防止四季温差造成地面下沉,回填土通常会选择细沙.细沙中水分较易流失,干燥的细沙热阻系数大于母土热阻系数.以有限元法计算的电缆载流量为基准,深入分析回填土热阻系数较大时,IEC解析计算方法产生误差的原因,并修正了相应的解析计算方法,显著地提高了回填土高热阻下电缆集群敷设载流量解析方法的计算精度.
- 刘俊博杨宁宋余来苏侃鲁志伟
- 关键词：电力电缆热阻载流量有限元
