【摘要】：輸電導(dǎo)線覆冰通常發(fā)生在凍降雨期間,當(dāng)降雪顆粒或過(guò)冷卻水滴撞擊暴露于大氣環(huán)境中的輸電導(dǎo)線表面并被捕捉,導(dǎo)線覆冰由此產(chǎn)生。這種自然現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響,甚至嚴(yán)重其正常穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)人民正常生產(chǎn)生活造成巨大影響。每年在中國(guó)都有大量因?qū)Ь�覆冰引起的導(dǎo)桿、倒塔、閃絡(luò)等電力系統(tǒng)重大安全事故被廣為報(bào)道,引起了眾多學(xué)者專家對(duì)此領(lǐng)域進(jìn)行了深入研究。導(dǎo)線覆冰過(guò)程的數(shù)值模擬對(duì)于導(dǎo)線覆冰的預(yù)測(cè)和冰災(zāi)的預(yù)防有重要意義,本文系統(tǒng)的研究了導(dǎo)線覆冰的形成過(guò)程,分析了影響導(dǎo)線覆冰形成的大氣環(huán)境因素及導(dǎo)線直徑因素,建立了多影響因子的導(dǎo)線覆冰數(shù)值模擬綜合模型,運(yùn)用C++混合編程技術(shù)研究并實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)線覆冰過(guò)程的數(shù)值模擬自動(dòng)化,在Qt(跨平臺(tái)圖形用戶界面應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)框架)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了導(dǎo)線覆冰數(shù)值模擬軟件。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)研究了適用于二維覆冰導(dǎo)線流體計(jì)算的網(wǎng)格自動(dòng)化生成及更新方法,采用C++編程技術(shù)基于推進(jìn)波前法實(shí)現(xiàn)了二維導(dǎo)線覆冰網(wǎng)格的自動(dòng)化生成,研究并實(shí)現(xiàn)了輸電導(dǎo)線覆冰后的網(wǎng)格自動(dòng)化更新,網(wǎng)格可實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶輸入的網(wǎng)格尺寸參數(shù)進(jìn)行覆冰導(dǎo)線貼體網(wǎng)格自動(dòng)加密,生成網(wǎng)格質(zhì)量良好,可用于后續(xù)流體力學(xué)求解器的計(jì)算;研究了用于網(wǎng)格和流體力學(xué)求解器間數(shù)據(jù)傳遞的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格文件數(shù)據(jù)格式,基于Inp文件格式實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格和流體力學(xué)求解器間的數(shù)據(jù)傳遞。(2)研究了適用于二維覆冰導(dǎo)線流體計(jì)算的數(shù)值仿真模型及自動(dòng)化控制方法,采用有限體積法求解基于RNG方法的k-ε湍流模型,利用WIN32API函數(shù)CreateProcess()結(jié)合Journal文件命令流控制計(jì)算流體力學(xué)Fluent求解器實(shí)現(xiàn)了二維導(dǎo)線覆冰網(wǎng)格更新后的自動(dòng)化仿真,可實(shí)現(xiàn)不斷循壞迭代對(duì)更新后的覆冰網(wǎng)格進(jìn)行流場(chǎng)自動(dòng)化計(jì)算,分析了導(dǎo)線未覆冰與覆冰后的流場(chǎng)速度數(shù)值分布、矢量分布的變化,結(jié)果表明導(dǎo)線覆冰后由于外形改變,會(huì)引起周圍流場(chǎng)數(shù)值分布的變化,進(jìn)而會(huì)影響覆冰增長(zhǎng)的過(guò)程。研究了二維覆冰導(dǎo)線水滴碰撞特性計(jì)算方法,采用拉格朗日方法實(shí)現(xiàn)了二維覆冰導(dǎo)線水滴碰撞軌跡、水滴碰撞率等的計(jì)算,分析了不同導(dǎo)線未覆冰與覆冰后的水滴碰撞軌跡和局部碰撞率的變化,結(jié)果表明覆冰后由于外形外邊改變,會(huì)引起水滴碰撞特性的變化。(3)研究了覆冰增長(zhǎng)過(guò)程數(shù)值模擬方法,研究了導(dǎo)線覆冰增長(zhǎng)機(jī)理,將導(dǎo)線覆冰增長(zhǎng)過(guò)程劃分為多個(gè)微時(shí)間步長(zhǎng)的覆冰過(guò)程,研究了不同時(shí)間步長(zhǎng)ts取值對(duì)覆冰冰形和質(zhì)量的影響,并與文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比得到ts會(huì)影響覆冰預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性的結(jié)論,合理選擇ts取值是覆冰預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的保證,因此綜合考慮ts對(duì)數(shù)值模擬準(zhǔn)確性和時(shí)間開(kāi)銷的影響建立了最優(yōu)時(shí)間步長(zhǎng)模型;實(shí)現(xiàn)了時(shí)變參數(shù)的整個(gè)導(dǎo)線覆冰過(guò)程的自動(dòng)化數(shù)值模擬,分析了不同大氣環(huán)境參數(shù)及導(dǎo)線直徑對(duì)導(dǎo)線覆冰質(zhì)量及冰形的影響,得到了各因素對(duì)覆冰的影響規(guī)律;為驗(yàn)證覆冰數(shù)值模擬結(jié)果,在重慶大學(xué)雪峰山自然覆冰試驗(yàn)基地進(jìn)行了自然霧凇覆冰試驗(yàn),基于旋轉(zhuǎn)圓柱多導(dǎo)體裝置配合PTU及風(fēng)速儀等儀器測(cè)量大氣參數(shù),試驗(yàn)30min得到的覆冰質(zhì)量及冰形與本文預(yù)測(cè)結(jié)果吻合較好。(4)研究了二維導(dǎo)線覆冰過(guò)程的數(shù)據(jù)可視化方法,利用C++混合編程技術(shù)及Qt(跨平臺(tái)C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)框架)平臺(tái),運(yùn)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù),將導(dǎo)線覆冰過(guò)程的幾大核心模塊視為可視化模擬系統(tǒng)的類庫(kù),通過(guò)整合所有模塊開(kāi)發(fā)了二維導(dǎo)線覆冰過(guò)程的可視化仿真軟件,實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)線覆冰從參數(shù)輸入到結(jié)果可視化的全自動(dòng)數(shù)值模擬。
【圖文】：

格文件支持優(yōu)先級(jí)網(wǎng)格劃分機(jī)制，在二和網(wǎng)格全局參數(shù)。對(duì)于網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)設(shè)置局部網(wǎng)格尺寸 ( ) /Glob ih x h rp。全局分級(jí)系數(shù) 網(wǎng)格尺寸函數(shù)的梯度由不等式( )xh x irs 針對(duì)網(wǎng)格文件所有的直線段或曲線設(shè)P1 P2P3P1 P5P6P7P8L12L23圖 2.2 二次貝塞爾曲線Fig. 2.2 Quadratic Bezier cu

圖 2.5 網(wǎng)格劃分問(wèn)題示意圖Fig. 2.5 Meshing problem用算法是推進(jìn)波前法，對(duì)某些邊界圖像進(jìn)行從規(guī)則應(yīng)用程序代碼中抽象出具體規(guī)則。該則,過(guò)程較為復(fù)雜，但易于定義，在理論上可是基于一種啟發(fā)式算法，新的單元生成策略于傳統(tǒng)的 AFT 方法應(yīng)用了一種二維三角網(wǎng)格。傳統(tǒng)的 AFT 在推進(jìn)過(guò)程中是以前沿尺寸最小略，，這種策略沒(méi)有考慮前沿的位置，可能造種逐層推進(jìn)策略[51]，如圖 2.6 自由域網(wǎng)格單元部和外部邊界）向自由域推進(jìn)生成新單元，，一類為活躍前沿，一類為非活躍前沿，規(guī)化的順時(shí)針?lè)较虻耐負(fù)洵h(huán)，不生成新節(jié)點(diǎn)和
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM752

【參考文獻(xiàn)】

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1 肖良成;李新民;江俊;;四分裂新月形覆冰導(dǎo)線的氣動(dòng)繞流特性分析[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2014年12期

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4 梁曦東;李雨佳;張軼博;劉瑛巖;;輸電導(dǎo)線的覆冰時(shí)變仿真模型[J];高電壓技術(shù);2014年02期

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6 舒立春;李特;蔣興良;胡琴;羅保松;楊占剛;;交流電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)導(dǎo)線霧凇覆冰特性的影響[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年19期

7 蔣興良;蘭強(qiáng);畢茂強(qiáng);;導(dǎo)線臨界防冰電流及其影響因素分析[J];高電壓技術(shù);2012年05期

8 朱程香;付斌;孫志國(guó);朱春玲;;多時(shí)間步長(zhǎng)結(jié)冰數(shù)值模擬方法研究[J];世界科技研究與發(fā)展;2011年05期

9 郭昊;劉沛清;屈秋林;劉勝春;王景朝;邸玉賢;;輸電線霧凇覆冰過(guò)程的二維數(shù)值模擬[J];工程力學(xué);2011年05期

10 陸佳政;蔣正龍;雷紅才;張紅先;彭繼文;李波;方針;;湖南電網(wǎng)2008年冰災(zāi)事故分析[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2008年11期

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2 陳凌;旋轉(zhuǎn)圓柱體覆冰增長(zhǎng)模型與線路覆冰參數(shù)預(yù)測(cè)方法研究[D];重慶大學(xué);2011年

3 宋超;非結(jié)構(gòu)化自適應(yīng)有限元網(wǎng)格生成的AFT方法[D];大連理工大學(xué);2004年

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本文編號(hào)：2639300