本文關(guān)鍵詞：覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)風(fēng)洞試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究

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【摘要】：輸電導(dǎo)線的舞動(dòng)是覆冰導(dǎo)線在風(fēng)致作用下引起了低頻、高振幅的振動(dòng),對(duì)輸電塔線造成嚴(yán)重的破壞,直接影響電網(wǎng)的運(yùn)行安全。輸電導(dǎo)線在不同的氣候條件下會(huì)形成不同的覆冰截面,其中新月形覆冰截面是一種典型的覆冰截面。本文以新月形覆冰截面導(dǎo)線為研究對(duì)象,通過風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬分析新月形截面的氣動(dòng)力特性和舞動(dòng)機(jī)理,為新月形覆冰截面的舞動(dòng)防治提供理論基礎(chǔ)。本文的研究內(nèi)容如下:首先,基于數(shù)值模擬研究了新月形覆冰導(dǎo)線在不同風(fēng)攻角下的氣動(dòng)力特性,結(jié)合Den Hartog垂直舞動(dòng)機(jī)理和Nigol扭轉(zhuǎn)誘發(fā)機(jī)理分析了覆冰導(dǎo)線在不同風(fēng)攻角下的舞動(dòng)穩(wěn)定特性,結(jié)果表明,在部分風(fēng)攻角區(qū)域,覆冰導(dǎo)線在豎向和扭轉(zhuǎn)方向形成氣動(dòng)負(fù)阻尼,容易引起導(dǎo)線舞動(dòng)。同時(shí),結(jié)合PIV技術(shù),分析了新月形覆冰導(dǎo)線節(jié)段模型在不同風(fēng)攻角下的流場信息。結(jié)果表明,覆冰導(dǎo)線的流動(dòng)分離位置、尾流漩渦積分尺度和脫落頻率隨風(fēng)攻角的不同而發(fā)生變化。然后,進(jìn)行新月形覆冰導(dǎo)線氣彈性模型風(fēng)洞試驗(yàn),研究了覆冰導(dǎo)線在不同風(fēng)速和風(fēng)攻角下的豎向、橫向和扭轉(zhuǎn)方向的振動(dòng)特性及其頻譜特性。試驗(yàn)表明,覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)可分為豎向舞動(dòng)和豎向-扭轉(zhuǎn)耦合舞動(dòng)。豎向舞動(dòng)是由于覆冰導(dǎo)線在豎向存在氣動(dòng)負(fù)阻尼而產(chǎn)生的豎向自激振動(dòng),一般只在少數(shù)風(fēng)攻角和特定風(fēng)速下發(fā)生。豎向-扭轉(zhuǎn)舞動(dòng)則是由于結(jié)構(gòu)在扭轉(zhuǎn)方向形成氣動(dòng)負(fù)阻尼而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)自激振動(dòng),并通過扭轉(zhuǎn)-豎向耦合力和扭轉(zhuǎn)-橫向耦合力作用不斷地向豎向和橫向振動(dòng)輸入能量,從而引起覆冰導(dǎo)線的舞動(dòng)。覆冰導(dǎo)線在豎向或扭轉(zhuǎn)方向形成氣動(dòng)負(fù)阻尼是導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)的必要條件,并且舞動(dòng)穩(wěn)定后三個(gè)方向的振動(dòng)頻率都與形成自激振動(dòng)方向的振動(dòng)頻率相同。最后,進(jìn)行新月形覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)過程的數(shù)值模擬,研究了不同風(fēng)速下覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)負(fù)阻尼的變化規(guī)律。結(jié)果表明,覆冰導(dǎo)線在橫向不會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)負(fù)阻尼,而豎向和扭轉(zhuǎn)方向在部分風(fēng)攻角下會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)負(fù)阻尼。當(dāng)結(jié)構(gòu)氣動(dòng)負(fù)阻尼大于結(jié)構(gòu)固有阻尼時(shí),覆冰導(dǎo)線形成發(fā)散的自激振動(dòng)。當(dāng)覆冰導(dǎo)線同時(shí)發(fā)生豎向和扭轉(zhuǎn)方向氣動(dòng)發(fā)散時(shí),扭轉(zhuǎn)位移發(fā)散會(huì)改變覆冰導(dǎo)線的風(fēng)攻角,從而改變豎向和扭轉(zhuǎn)方向的氣動(dòng)阻尼。當(dāng)扭轉(zhuǎn)方向的氣動(dòng)負(fù)阻尼和固有阻尼相抵消時(shí),覆冰導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)漸漸穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM752

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 肖曉暉,郭應(yīng)龍,吳晶;壓重防舞器配置方案有效性的仿真計(jì)算[J];電力建設(shè);1998年06期

2 朱寬軍;付東杰;王景朝;孫娜;;架空輸電線路的舞動(dòng)及其防治[J];電力設(shè)備;2008年06期

3 孫珍茂;樓文娟;;覆冰輸電導(dǎo)線舞動(dòng)非線性有限元分析[J];電網(wǎng)技術(shù);2010年12期

4 馬文勇;顧明;;考慮擺動(dòng)效應(yīng)的覆冰導(dǎo)線兩自由度馳振穩(wěn)定性分析[J];工程力學(xué);2012年01期

5 李黎;曹化錦;尹鵬;陳元坤;;防屈曲耗能支撐對(duì)大跨越輸電塔風(fēng)振控制研究[J];水電能源科學(xué);2010年06期

6 顧明;馬文勇;全涌;黃鵬;;兩種典型覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)力特性及穩(wěn)定性分析[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年10期

7 于俊清,郭應(yīng)龍,肖曉暉;輸電導(dǎo)線舞動(dòng)的計(jì)算機(jī)仿真[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2002年01期

8 馬文勇;顧明;;扇形覆冰導(dǎo)線氣動(dòng)力特性及馳振不穩(wěn)定性研究[J];振動(dòng)與沖擊;2012年11期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王昕;覆冰導(dǎo)線舞動(dòng)風(fēng)洞試驗(yàn)研究及輸電塔線體系舞動(dòng)模擬[D];浙江大學(xué);2011年

2 趙高煜;大跨越高壓輸電線路分裂導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)的研究[D];華中科技大學(xué);2005年

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本文編號(hào)：1248808