架空輸電線路朝著超高壓、大檔距、大截面發(fā)展,輸電線所受靜力、動(dòng)力風(fēng)荷載有所增大,精確獲取輸電線的風(fēng)荷載是確保輸電線路風(fēng)致安全性的重要前提。大跨越輸電線氣彈試驗(yàn)中近似以光圓截面制作氣彈模型,而且其響應(yīng)分析對(duì)三軸向力及位移響應(yīng)鮮有涉及。鑒于上述兩個(gè)問(wèn)題,本文首先基于CFD方法分析了靜止、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的輸電線原型和模型狀態(tài)的氣動(dòng)力特性差異,隨后基于全氣彈輸電線模型風(fēng)洞試驗(yàn),研究了輸電線的三維氣動(dòng)力、位移的響應(yīng)特性。本文的工作主要包含以下幾個(gè)方面:（1）采用Y型網(wǎng)格對(duì)輸電線絞凸近壁網(wǎng)格進(jìn)行精細(xì)化處理,結(jié)合嚴(yán)格的網(wǎng)格、時(shí)間步無(wú)關(guān)性檢查,基于二維RANS模型即可準(zhǔn)確估計(jì)絞線的阻力系數(shù)平均值和St數(shù)。模型試驗(yàn)中采用等截面光圓圓截面替代絞線截面,可能會(huì)降低導(dǎo)線順風(fēng)向的平均和脈動(dòng)荷載及橫風(fēng)向的脈動(dòng)荷載;由于縮尺導(dǎo)致的雷諾數(shù)效應(yīng),即使導(dǎo)線縮尺模型能真實(shí)模擬表面的絞凸特征,縮尺模型氣動(dòng)力與原型導(dǎo)線間仍存在較大差異。（2）采用二維RANS模型研究了單導(dǎo)線、四分裂線的固定繞流,比較了兩類縮尺模型與原型、絞與圓截面間的氣動(dòng)荷載差異,探討了湍流度、分裂數(shù)、縮尺比及風(fēng)速等因素對(duì)輸電線氣動(dòng)力特性的影響。兩類縮尺模型均高估了... 

【文章頁(yè)數(shù)】：143 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 輸電線研究現(xiàn)狀
        1.2.1 靜力實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 靜力CFD研究現(xiàn)狀
        1.2.3 動(dòng)力實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展
        1.2.4 動(dòng)力數(shù)值研究進(jìn)展
    1.3 章節(jié)安排
第二章 輸電線固定繞流二維CFD適用性分析
    2.1 CFD方法
        2.1.1 CFD求解過(guò)程
        2.1.2 CFD方法對(duì)湍流的處理
        2.1.3 SST k-ω模型
        2.1.4 Transition SST模型
    2.2 數(shù)值模型和參數(shù)處理
    2.3 無(wú)關(guān)性檢查
        2.3.1 網(wǎng)格和時(shí)間步無(wú)關(guān)性檢查
        2.3.2 邊界層網(wǎng)格離散方式的影響
        2.3.3 三維計(jì)算域的影響
        2.3.4 絞凸數(shù)目的影響
    2.4 CFD結(jié)果驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第三章 不同因素下輸電線氣動(dòng)荷載的CFD研究
    3.1 研究工況
        3.1.1 原型工況
        3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)縮尺模型
        3.1.3 折減縮尺模型
    3.2 單導(dǎo)線氣動(dòng)荷載
        3.2.1 各因素對(duì)阻力系數(shù)C_D的影響
        3.2.2 各因素對(duì)阻力系數(shù)C_(D,rms)的影響
        3.2.3 各因素對(duì)阻力系數(shù)C_(L,rms)的影響
        3.2.4 各因素對(duì)St數(shù)的影響
    3.3 四分裂線氣動(dòng)荷載
        3.3.1 各因素對(duì)阻力系數(shù)C_D的影響
        3.3.2 各因素對(duì)阻力系數(shù)C_(D,rms)的影響
        3.3.3 各因素對(duì)阻力系數(shù)C_(L,rms)的影響
        3.3.4 各因素對(duì)St數(shù)的影響
    3.4 迎風(fēng)角對(duì)四分裂線氣動(dòng)荷載的影響
        3.4.1 阻力系數(shù)C_D
        3.4.2 阻力系數(shù)C_(D,rms)(1號(hào)子導(dǎo)線)
        3.4.3 升力系數(shù)C_(L,rms)(1號(hào)子導(dǎo)線)
        3.4.4 斯托羅哈數(shù)St
    3.5 本章小結(jié)
第四章 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下輸電線氣動(dòng)特性CFD模擬
    4.1 運(yùn)動(dòng)邊界問(wèn)題的CFD建模
        4.1.1 運(yùn)動(dòng)控制方程
        4.1.2 動(dòng)網(wǎng)格模型
    4.2 輸電線自激振動(dòng)CFD模擬
    4.3 輸電線強(qiáng)迫振動(dòng)CFD模擬
        4.3.1 振幅比的影響
        4.3.2 頻率比的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 輸電線標(biāo)準(zhǔn)氣彈試驗(yàn)響應(yīng)分析
    5.1 輸電線氣彈風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.1.1 輸電線氣彈模型設(shè)計(jì)與制作
        5.1.2 風(fēng)洞試驗(yàn)
        5.1.3 試驗(yàn)工況
        5.1.4 動(dòng)力特性測(cè)試
    5.2 單導(dǎo)線三軸向力響應(yīng)分析
        5.2.1 阻力
        5.2.2 升力
        5.2.3 水平張力
    5.3 四分裂線三軸向力響應(yīng)分析
        5.3.1 阻力
        5.3.2 升力
        5.3.3 水平張力
    5.4 風(fēng)向角對(duì)三軸向力響應(yīng)的影響
        5.4.1 阻力
        5.4.2 升力
        5.4.3 水平張力
    5.5 三軸向位移響應(yīng)分析
        5.5.1 湍流度影響
        5.5.2 垂跨比影響
        5.5.3 四分裂線干擾效應(yīng)
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    1 結(jié)論
    2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]輸電線路渦致振動(dòng)與尾流效應(yīng)的數(shù)值仿真[D]. 夏瑩沛.華北電力大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3728139