国家自然科学基金(51178424)
- 作品数：20 被引量：156H指数：8
- 相关作者：楼文娟沈国辉金晓华夏亮陈勇更多>>
- 相关机构：浙江大学广东省电力设计研究院河南电力试验研究更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家电网公司科技项目更多>>
- 相关领域：建筑科学电气工程水利工程更多>>
- B类风场与台风风场下输电塔的风振响应和风振系数被引量：31
- 2013年
- 为研究常规B类风场与台风风场下输电塔的风振响应差异,以沿海地区某四回路角钢输电塔为原型建立了有限元模型,采用谐波叠加法生成两类风场下的风速时程,并在时域内进行了输电塔风振响应和风振系数的数值分析。结果表明:台风风场的高湍流特性导致其作用时各测点的顺风向风振响应均大于B类风场下的对应值。两类风场下,输电塔的风振系数比值约为1.25。因此,台风多发地区的输电塔设计必须考虑台风高湍流引起的动力风荷载增大效应。此外还进行了气弹模型风洞试验,以研究不同风速下的气动响应和风振系数,并将试验结果与理论计算进行了分析比较,验证了数值分析的适用性。
- 楼文娟夏亮蒋莹金晓华王振华
- 关键词：输电塔风振响应风振系数台风风场
- 长横担输电塔风致薄弱部位及加强措施被引量：8
- 2013年
- 以沿海地区某220kV长横担角钢输电塔为原型,通过气弹模型风洞试验考察结构的气动失稳趋势及薄弱部位,结合数值分析研究抗风加强措施.塔头部位由于不利的气固耦合效应,在高风速下出现了较明显的弯扭耦合振动现象;塔身下部长斜材在风振激励下,产生局部振动,面外位移增大,易引发构件的压弯破坏.分别采取增强塔头斜材和增设横隔面等措施对原结构进行抗风加强设计.后续试验结果和理论计算均表明:加强横担之间的斜材对减小塔头扭转振动的效果明显;在长斜材节段处增设横隔面可以抑制局部振型的提前出现,有效地降低斜材的压弯应力,从而提高整塔的极限承载能力.
- 楼文娟姜雄夏亮金晓华王振华
- 关键词：加强措施动力特性
- 覆冰输电线路舞动的非线性数值分析被引量：7
- 2013年
- 针对覆冰导线舞动时大幅振动所致的几何大变形效应和所受气动荷载的非线性特征,基于完全拉格朗日格式(Total Lagrange),建立了适用于单导线和分裂导线舞动数值模拟的非线性有限元动力分析方法.采用具有扭转自由度的三节点抛物线索单元离散覆冰单导线.对于覆冰分裂导线,在单导线有限元法的基础上,利用欧拉梁单元模拟间隔棒的运动过程,提出了计算更为高效的梁节点弯曲自由度缩聚法,实现了间隔棒与分裂子导线之间的耦合,运用随转坐标系法求解了舞动过程中的梁节点不平衡力,借助ANSYS计算软件对提出的舞动分析方法进行了验证.在此基础上,对典型新月形覆冰断面的输电线路进行了舞动分析,考察了单导线和四分裂导线在不同流场中的起舞机理和响应特性.结果表明,由于分裂导线的扭转刚度远大于单导线,在升力和扭转系数的斜率均为负的情况下,分裂导线更易发生大幅舞动.
- 杨伦楼文娟潘小涛
- 关键词：覆冰导线非线性有限元
- 输电塔线体系舞动响应特征试验被引量：1
- 2013年
- 为深入考察输电塔线体系在覆冰导线舞动作用下的动态响应特征,以在舞动事故中横担严重破坏的某塔线体系为研究对象,基于模型动力相似原理,设计制作了弹性边界条件下的大比例输电塔节段模型和能够模拟不同覆冰参数的导线模型,并研制开发了模拟覆冰导线舞动的试验加载装置.在此基础上,在试验室条件下再现了导线舞动时的动张力和运动特征,并进行了不同参数下的输电塔线体系舞动试验,研究了覆冰厚度、舞动幅值以及频率对塔线体系响应特征的影响.试验结果表明:导线舞动不会激发输电塔的共振;塔线体系舞动响应会随舞动幅值、覆冰厚度和舞动频率的增大而增大;与导线动张力和构件应变相比,输电塔的振动响应对舞动幅值和频率的变化更为敏感.
- 杨伦楼文娟陈勇阎东
- 关键词：输电塔线体系覆冰
- 台风风场下角钢塔风振特性风洞试验研究被引量：18
- 2013年
- 按照相似准则,设计制作了精细的角钢输电塔气弹模型,基于过境台风气象资料和台风风场模型确定了工程所在地区的风场参数,并进行了B类风场和台风风场的测振对比试验,研究了台风风场作用下角钢塔的风振特性。试验结果表明:两类风场作用下,角钢塔的风振特性基本相似,各风向角下除了塔身整体双向弯曲振动外,还伴随了较明显的塔头扭转振动,导致各工况下横担端部测点的加速度响应约为相近高度塔身的1.56～2.45倍,因此长横担角钢输电塔的风致扭转振动值得注意;相比B类风场,台风风场的高湍流特性导致顺风向风振响应增大明显,为B类风场的1.3～1.6倍,但横风向风振响应增大并不明显,这也说明横风向风振响应主要与结构本身特征湍流相关,与来流的湍流度相关性较弱。
- 楼文娟蒋莹金晓华王振华夏亮沈国辉
- 关键词：风振响应风洞试验台风风场
- 不同厚度新月形覆冰对导线气动力特性的影响被引量：21
- 2013年
- 对4种不同覆冰厚度新月形断面的覆冰导线进行了气动力特性风洞试验。在5％的均匀湍流场下，获得了0°～180°攻角间单导线、二分裂导线及四分裂导线的气动三分力系数。将覆冰厚度标准化后，研究了0．25D、0．5D、0．75D和1．0D四种覆冰厚度下导线气动力的变化规律。考察了分裂导线与单导线的气动三分力系数差异。结合DenHartog和Nigol舞动机理，分析了驰振的不稳定区。试验结果表明：较厚覆冰时，升力和扭转系数在15°～20°之间出现尖峰；分裂导线升力系数与单导线基本一致，阻力系数部分攻角下降幅较大，扭转系数则与单导线有较大区别。两种机理下，15°～30°攻角都是覆冰导线驰振不稳定区。
- 楼文娟林巍黄铭枫沈国辉陈勇闫东
- 关键词：覆冰导线驰振风洞试验气动力特性
- 不同初凝角下D形覆冰分裂导线气动力特性被引量：1
- 2014年
- 通过刚性节段模型高频测力天平测力风洞试验,对D形覆冰二分裂和六分裂导线模型进行了13组不同工况的试验,测得了在不同初凝角下分裂导线整体和60°初凝角下各子导线的气动力系数,攻角范围为0°~360°,并以5°为各攻角间隔,基于邓哈托准则,对D形覆冰分裂导线的驰振稳定性进行分析。试验结果表明：初凝角对覆冰分裂导线气动力特性及驰振稳定性存在影响;在一定风攻角下,子导线尾流干扰对气动力特性影响显著,增大了导线的驰振不稳定性。所得试验结果为D形覆冰二分裂和六分裂导线的舞动分析及其防治技术提供了必要的气动力数据。
- 楼文娟吕江阎东杨晓辉
- 关键词：分裂导线气动力特性舞动
- 覆冰导线气弹模型舞动风洞试验研究被引量：8
- 2011年
- 制作了D形和新月形两种典型覆冰断面的单根及分裂覆冰输电导线气弹模型,通过调整导线模型的弹簧刚度、悬挂点位置和配重质量获得不同竖向/扭转自振频率比,并调整风攻角和风速,在风洞中激发并记录D型单根覆冰导线和新月形二分裂、四分裂覆冰导线的舞动现象。D型单根覆冰导线在竖向/扭转自振频率比接近和远离时均能观察到舞动现象;而新月形二分裂、四分裂覆冰导线只在竖向/扭转自振频率比接近时发生舞动。试验结果表明:竖向/扭转自振频率比将影响导线舞动稳定性,相同覆冰断面的分裂导线与单根导线表现出不同的舞动稳定性特征,导线扭转响应对导线舞动的产生及舞动过程中的竖向运动响应均有较大影响。
- 楼文娟王昕许福友
- 关键词：舞动覆冰导线风洞试验气弹模型
- 覆冰输电线路舞动气动阻尼识别被引量：2
- 2011年
- 利用覆冰导线刚性节段模型外加弹簧及配重模拟覆冰输电线路竖向及扭转运动动力特性,制作了D形覆冰单导线、新月形覆冰单导线和分裂导线竖向-扭转二自由度气弹模型,通过调整模型竖向/扭转自振频率比及风速、风攻角,于风洞中激发了D形覆冰单导线气弹模型的纯竖向和竖扭耦合失稳舞动,以及新月形覆冰分裂导线气弹模型的竖扭耦合舞动,并记录了其响应时程,通过Hilbert变换进行了竖向舞动和扭转气动阻尼的识别,研究了风速、风攻角、竖扭频率比、覆冰断面、导线数量及布置形式对气动阻尼的影响。对D形覆冰导线纯竖向舞动时根据响应识别所得气动阻尼比与根据Den-Hartog机理计算所得理论气动阻尼比进行了比较。试验结果表明:舞动时气动阻尼比为负值,在试验风速范围内其绝对值随风速增长而增大;D形覆冰导线纯竖向舞动时识别所得气动阻尼比绝对值略小于理论气动阻尼比;导线分裂数量对气动阻尼具有影响;扭转响应对竖向舞动气动阻尼的影响则较为复杂。
- 王昕楼文娟沈国辉
- 关键词：舞动覆冰导线风洞试验气动阻尼
- 湍流度对覆冰导线气动力特性影响的试验研究被引量：13
- 2014年
- 为研究风场湍流度对覆冰导线气动特性的影响,对D形和4种不同冰厚的新月形覆冰导线进行了风洞试验。分别在均匀流、5%和13%这3种均匀湍流场中,获得了0～180°攻角范围内单导线和6分裂导线的气动三分力系数,考察了2种不同形状覆冰时导线截面的气动力特性。同时,根据Den Hartog竖向和Nigol扭转舞动机理,讨论了覆冰导线的驰振不稳定攻角范围,为覆冰导线的舞动计算分析提供了有效参考。研究结果表明:湍流会降低新月形覆冰导线的气动稳定性,其中5%的湍流场对弛振稳定性的影响最为不利。然而对D形覆冰导线而言,湍流仅会略微改变气动力系数的幅值,不会影响其随攻角的变化规律;此外,湍流会提高D形覆冰导线的竖向弛振稳定性,而对扭转弛振稳定性几乎没有影响。
- 阎东吕中宾林巍楼文娟
- 关键词：覆冰导线驰振风洞试验湍流度气动力特性
