杨伦 作品数:15 被引量:78 H指数:5 供职机构: 浙江大学建筑工程学院结构工程研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家教育部博士点基金 国家电网公司科技项目 更多>> 相关领域: 电气工程 建筑科学 自动化与计算机技术 动力工程及工程热物理 更多>>
覆冰导线舞动作用下输电塔破坏机理的试验研究 被引量:10 2013年 以某转角耐张塔为研究对象,基于模型相似理论,设计制作了覆冰导线模型和弹性边界条件下的大比例输电塔节段模型,并根据覆冰导线舞动特征,研制了用于模拟导线舞动的动力加载装置。同时,结合实际线路舞动时的特征参数,于试验室条件下进行了覆冰塔线体系舞动事故的反演,并根据试验测得的构件动应力幅值,计算了输电塔构件在导线舞动作用下的疲劳寿命。研究结果表明:该输电塔在导线舞动作用下的失效并非由构件承载力不足和疲劳损伤而造成的,其原因在于构件连接螺栓在导线舞动产生的大幅动张力作用下发生松动,使部分构件的内力重分配,导致某些杆件受力过大而发生破坏,从而引发了输电塔的失稳甚至倒塌。 杨伦 楼文娟 陈勇 阎东 杨晓辉关键词:覆冰导线 螺栓松动 覆冰导线舞动的非线性动力学及参数分析 被引量:18 2014年 为考察系统参数对覆冰输电线路舞动稳定性和动力响应的作用机制,基于Langrange方程,建立了考虑竖直向、水平向和扭转向三维非线性耦合效应的连续体分裂导线舞动模型。运用Rourh-Hurwitz判据准则在参数空间中标识了线路失稳时的临界条件,分析了不同阶主导振型作用下系统的稳定域及非稳定域。通过将系统参数视为状态变量的方式把原含参系统转化为不含参数的高阶扩张系统,应用不经中心流形定理降维的规范形理论推导了系统在临界点附近的Hopf分岔方程,并结合数值模拟方法检验了系统稳定条件和舞动响应理论解的准确性。在此基础上,讨论了不同主导振型作用下输电线路舞动响应随系统参数的变化规律。研究结果表明:初始攻角、来流风速和阻尼比等参数对覆冰导线稳定性与非线性分岔行为均有着重要影响。 楼文娟 杨伦 潘小涛关键词:覆冰导线 HOPF分岔 规范形 高层建筑周边三维瞬态风场的混合数值模拟 被引量:4 2013年 为了改进高层建筑周边瞬态风场数值模拟方法的计算效率,在随机流场生成方法和计算流体动力学(CFD)的基础上提出高效的混合型数值模拟方法.采用雷诺应力模型求解标准高层建筑模型(CAARC)周边的时均化湍流场,结合获得的雷诺应力张量修正瞬态风场的风功率谱.运用随机流场生成方法和快速傅里叶变换技术模拟得到该建筑周边的三维脉动风速场.以谱密度函数、互相关函数以及空间相关系数为特征指标量,对风速场模拟样本的物理和数值特征进行验证.研究表明:计算得到的风场满足流体不可压缩条件,与传统模拟方法的结果相比更符合风谱能量分布等真实大气湍流物理特征,证明提出的瞬态风场混合模拟方法可以高效准确的求解受建筑干扰后的真实三维脉动风速场. 杨伦 黄铭枫 楼文娟关键词:混合模拟 覆冰导线舞动响应的双参数分岔研究 被引量:5 2014年 为揭示覆冰分裂导线舞动响应随双参数同时变化的规律,建立了覆冰分裂导线面内、面外和扭转耦合的非线性运动模型,并利用Galerkin积分、Routh-Hurwitz判据准则分析了覆冰导线在参数空间中的稳定域和非稳定域。以风速和风攻角为分岔参数,应用中心流形降维方法获得了原系统在平衡点附近的约化系统。采用将分岔参数视为系统状态变量的方式,把含参数的约化系统转化为不含参数的扩张系统,并结合规范形理论分段求解了导线运动方程在极坐标下的5阶Hopf分岔规范形,最后采用数值解对计算结果进行了验证。研究结果表明:所提出的理论模型能够有效预测覆冰输电线路的初始稳定性以及舞动响应在风速–初始风攻角参数空间中的变化特征。 楼文娟 杨伦 潘小涛 阎东 杨晓辉关键词:舞动 双参数分岔 中心流形定理 规范形 高层建筑三维瞬态风场的混合数值模拟 高层建筑不断向长细化、大柔度方向发展,对风荷载作用越来越敏感.另外,现代化高层建筑的设计也对其在动力风荷载作用下的舒适度和可靠度性能提出了更高的要求,因此高层建筑的风振响应分析变得越来越重要.风振响应时域分析法可以比较全... 杨伦 黄铭枫 楼文娟 孙炳楠关键词:高层建筑 风荷载 文献传递 覆冰导线静张力对输电塔横担的作用特征 被引量:2 2013年 为了研究输电塔横担在覆冰导线作用下的受力变形特征,以在冰灾发生时横担严重破坏的某转角耐张塔为对象,按照模型相似理论制作大比例节段模型,进行模拟导线重覆冰状态下的静力加载试验.考虑连接偏心、节点板厚度和螺栓长度等因素对构件传力路径的影响,建立中横担精细化有限元模型,对试验全程进行模拟并与试验对比.在此基础上通过非线性屈曲计算,获得覆冰导线静张力作用下横担的失效模式及薄弱位置.研究表明:横担主材两端螺栓分别连接在角钢的水平肢和竖直肢上会造成构件各个截面应力状态相差很大并使受压构件在局部位置产生受拉区域.对于斜材,连接偏心引起的弯矩和二阶效应不可忽略,且受压斜材是横担的薄弱环节,斜材稳定承载力的不足会导致横担的整体失效. 楼文娟 杨伦 陈勇 阎东关键词:输电塔 横担 覆冰导线 静力试验 有限元模拟 考虑气动阻尼效应的输电线路风偏动态分析方法 被引量:29 2015年 针对连续多跨输电线路在瞬态风场作用下的风偏问题,提出考虑气动阻尼效应的输电线路风偏动态分析方法。以500 k V三跨线路为对象建立精细化非线性动力学计算模型,用谐波叠加法构建整档线路各点脉动风速场并结合准定常假设模拟作用于输电线路的时变风荷载。考察由输电线路自身运动引起的气动阻尼对动态风偏响应影响,讨论其对绝缘子串风偏角频谱影响。采用美国输电线路设计规范ASCE No.74的气动阻尼进行导线风偏计算,并与所提方法比较。结果表明,输电线路气动阻尼对风偏动态响应影响显著,两种考虑气动阻尼方法计算结果较接近。 楼文娟 杨悦 吕中宾 张少锋 杨伦关键词:风偏 气动阻尼 非线性动力分析 风力机叶片周边瞬态风场的混合数值模拟 2013年 本文根据已有的三维瞬态风场混合数值模拟方法,首先利用k-ε湍流模型对风力发电机叶片周边的时均湍流场进行CFD数值模拟,用ESDU推荐的方法计算了叶片附近的Reynolds应力张量,并修正叶片周边风场的脉动风功率谱密度函数。基于随机流场生成方法逐点模拟了叶片周边的三维脉动风速场,为今后进行叶片脉动荷载的求解奠定了基础。 楼文娟 罗罡 杨伦 黄铭枫关键词:混合模拟 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 雷暴风三维脉动风速场数值模拟 被引量:2 2014年 基于壁面射流模型,将雷诺应力模型(RSM)计算得出的Reynolds应力张量引入Letchford谱和Panofsky谱,利用大涡模拟(LES)计算得出的脉动风速结果对其进行验算.对偏差较大的风谱函数进行进一步修正,得到与LES计算结果较吻合的自功率谱函数.结合随机流场生成技术和快速傅里叶变换技术,提出满足不可压缩条件和点相干函数的适用于雷暴风三维脉动风速场的高效的数值模拟方法.为了验证该方法的合理性,选取流场中水平径向风速较大处在高度方向上逐点生成三维脉动风速,对每个点的模拟结果从自功率谱函数和时间相关函数两方面进行验证.模拟值与目标值的吻合效果良好,说明采用提出的方法可以高效、准确地模拟出雷暴风的三维脉动风场. 楼文娟 王嘉伟 杨伦 陈勇关键词:快速傅里叶变换