大型冷却塔结构的等效静力风荷载 被引量：14

1

作者 柯世堂 葛耀君 +1 位作者 赵林 张军锋 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1132-1137,共6页

采用刚性模型风洞同步多点测压试验获取非定常激励向量,并结合POD(经验模式分解)技术进行预测与重构处理,然后基于结构动力方程推导出仅广义共振模态位移和弹性恢复力协方差矩阵,再通过准静力分析方法计算出结构的共振和背景分量,最后... 采用刚性模型风洞同步多点测压试验获取非定常激励向量,并结合POD(经验模式分解)技术进行预测与重构处理,然后基于结构动力方程推导出仅广义共振模态位移和弹性恢复力协方差矩阵,再通过准静力分析方法计算出结构的共振和背景分量,最后通过线性三分量组合方法得到结构总的等效静风荷载.本文方法完全考虑了各共振模态间的耦合效应,且物理意义明确,从理论上适用于任意复杂结构的ESWL(等效静风荷载)计算.以国内已建成的亚洲最高、最大的冷却塔——宁海电厂超大型冷却塔为例,进行了该塔的风致响应和ESWL的计算,得出了一些对工程设计有益的结论,并验证了本文方法的有效性. 展开更多

关键词 大型冷却塔结构 等效静力风荷载 风致响应

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑土-结构动力相互作用的冷却塔地震响应分析 被引量：9

2

作者 陶磊 张俊发 陈厚群 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第23期80-89,共10页

大型高耸钢筋混凝土冷却塔属于典型的风敏感型结构，近年来在地震、飞机撞击、爆破等极端外部作用下动力响应研究也得到了工程界的广泛关注。土－结构动力相互作用效应（Soil Structure Interaction，SSI）对于大坝、桥梁等类型工程结... 大型高耸钢筋混凝土冷却塔属于典型的风敏感型结构，近年来在地震、飞机撞击、爆破等极端外部作用下动力响应研究也得到了工程界的广泛关注。土－结构动力相互作用效应（Soil Structure Interaction，SSI）对于大坝、桥梁等类型工程结构地震响应的影响研究成果较为丰富，而对冷却塔结构体系的影响程度方面很少涉及。依据弹性波动理论结合有限单元法，建立和推导了考虑土－结构动力相互作用的三维黏弹性人工边界模型和公式，并通过半空间自由场模型验证该地震动输入方法的准确性。以国内实际工程项目——某火电厂大型冷却塔为研究背景，以通用有限元程序 AN-SYS 为平台，分别建立了冷却塔刚性地基模型、无质量地基模型和黏弹性人工边界模型，开展模态分析及弹性时程分析，研究不同计算模型相应的动力特性及内力变化，探讨了土－结构动力相互作用的影响规律。研究结果表明：考虑刚性地基，冷却塔结构体系自振频率分布十分密集，绝大多数振型为环向谐波和子午向谐波组合的局部振型；考虑弹性地基后，结构的自振频率略有降低，整体振型较早出现。通过时程分析可知，采用黏弹性人工边界模型，考虑无限地基辐射阻尼效应，与刚性地基模型相比，塔筒的绝对加速度最大值降低43．4％，塔筒沿子午向弯矩轴力幅值降低约50％，而环向内力却均显著提高，X 支柱内力幅值降低约20％-50％．因此，在进行冷却塔地震响应分析时，土－结构动力相互作用的影响不可忽视。 展开更多

关键词 冷却塔结构 地震响应分析 土-结构动力相互作用 黏弹性人工边界 自由场分析 地震动输入

在线阅读 下载PDF 职称材料

直筒-锥段型钢结构冷却塔平均风荷载及静风响应分析 被引量：3

3

作者 柯世堂 杜凌云 +1 位作者 刘东华 马兆荣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第7期149-155,共7页

作为一种新颖的典型风敏感结构,直筒-锥段型钢结构冷却塔的动力特性和风致受力性能亟待研究。以国内拟建的某超大型钢结构冷却塔(189 m)为例,基于有限元方法分别建立主筒、主筒+加强桁架、主筒+加强桁架+附属桁架(铰接)、主筒+加强桁架... 作为一种新颖的典型风敏感结构,直筒-锥段型钢结构冷却塔的动力特性和风致受力性能亟待研究。以国内拟建的某超大型钢结构冷却塔(189 m)为例,基于有限元方法分别建立主筒、主筒+加强桁架、主筒+加强桁架+附属桁架(铰接)、主筒+加强桁架+附属桁架(固接)四种钢结构冷却塔模型,并对比分析其动力特性及传力路径;然后基于计算流体动力学(CFD)技术进行直筒-锥段型冷却塔表面平均风荷载数值模拟,有分别加载规范和数值模拟风压对四种模型进行风致响应分析,对比研究增设加强桁架、附属桁架及与主筒和地面不同连接方式对直筒-锥段型钢结构冷却塔动力特性和静风响应的影响。主要研究结论可为我国此类超大型钢结构冷却塔的结构选型和抗风设计提供依据。 展开更多

关键词 直筒-锥段型钢结构冷却塔 计算流体动力学数值模拟 动力特性 静风响应 参数分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑风速和雨强组合风-雨双向作用下直筒-锥段型钢结构冷却塔内压作用研究 被引量：3

4

作者 杜凌云 柯世堂 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第24期220-228,共9页

作为一种新颖的直筒-锥段型钢结构冷却塔,独特的结构形式导致塔筒内表面气动力分布与传统双曲线型混凝土冷却塔明显不同;尤其在强风暴雨极端气候条件下,暴雨亦会直接影响内表面气动力并改变脉动风的湍流效应,而传统研究大多仅关注风驱... 作为一种新颖的直筒-锥段型钢结构冷却塔,独特的结构形式导致塔筒内表面气动力分布与传统双曲线型混凝土冷却塔明显不同;尤其在强风暴雨极端气候条件下,暴雨亦会直接影响内表面气动力并改变脉动风的湍流效应,而传统研究大多仅关注风驱动雨对于结构表面的冲击效应。为解决该问题,针对国内某在建189 m高新型直筒-锥段型钢结构冷却塔,以风-雨双向耦合算法为核心,基于CFD数值模拟采用连续相和离散相模型分别进行风场和雨滴模拟。在此基础上,研究不同风速和雨强的9种组合对塔筒内表面风驱雨量、雨滴附加作用力和等效内压系数的影响规律,揭示风-雨双向耦合作用下塔筒内部风场速度流线、湍动能强度、雨滴运行速度和轨迹的作用机理,提炼出不同风速和雨强组合的最不利工况及其内压系数分布特性。 展开更多

关键词 直筒-锥段型钢结构冷却塔 风-雨双向耦合 数值模拟 内表面气动力 流场作用机理

在线阅读 下载PDF 职称材料

超大直筒-锥段型钢结构冷却塔内压效应 被引量：1

5

作者 杜凌云 柯世堂 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期684-695,共12页

基于计算流体力学方法(CFD)对某在建亚洲最高(189 m)超大直筒-锥段型钢结构冷却塔进行数值风洞模拟,提出直筒和锥段典型断面处表面绕流和尾迹特性,同时分析直筒和锥段内表面平均风荷载分布特性,并给出相应的体型系数拟合公式。基于有限... 基于计算流体力学方法(CFD)对某在建亚洲最高(189 m)超大直筒-锥段型钢结构冷却塔进行数值风洞模拟,提出直筒和锥段典型断面处表面绕流和尾迹特性,同时分析直筒和锥段内表面平均风荷载分布特性,并给出相应的体型系数拟合公式。基于有限元方法对超大直筒-锥段型钢结构冷却塔分别进行3种工况(内压作用、外压作用、内外压共同作用)下的静风响应分析,研究内压效应对超大型直筒-锥段钢结构冷却塔的主筒、加强桁架和附属桁架三部分结构风致响应的影响规律。研究结果表明:锥段内表面体型系数在迎风面与直筒段数值相近,其他部位偏离较大;内压效应对结构负向位移、主筒负压极值区的横杆轴力、附属桁架横杆轴力及上部加强桁架支撑轴力影响相对较大。 展开更多

关键词 钢结构冷却塔 直筒-锥段型 数值风洞 平均风荷载 风致响应 内压效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于大涡模拟超大直筒-锥段型钢结构冷却塔极值风压研究 被引量：3

6

作者 王浩 柯世堂 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期69-76,共8页

以国内拟建的首座超大直筒-锥段型钢结构冷却塔(189 m)为例,通过大涡模拟法获得其表面三维气动力时程和周边流场分布形态,并与国内外实测及风洞试验结果对比验证了数值模拟结果的有效性。在此基础上,基于三种典型风压极值算法(峰值因子... 以国内拟建的首座超大直筒-锥段型钢结构冷却塔(189 m)为例,通过大涡模拟法获得其表面三维气动力时程和周边流场分布形态,并与国内外实测及风洞试验结果对比验证了数值模拟结果的有效性。在此基础上,基于三种典型风压极值算法(峰值因子法、改进峰值因子法和Sadek-Simiu法)对比分析了此类钢结构冷却塔表面峰值因子和风压极值的分布规律,并基于非线性最小二乘法分别给出了直筒和锥段部分的风压极值一维/二维拟合公式及取值建议;研究表明:直筒-锥段型钢结构冷却塔负压极值区和分离区附近风荷载呈现明显的非高斯特性,基于高斯分布假定的峰值因子法计算得出的极值风压数值偏小;锥段和直筒段背风面极值风压均大于规范取值,锥段迎风面和侧风面极值风压与水工规范极值接近,而直筒段迎风面和侧风面极值风压与荷载规范极值接近;所提出的风压极值拟合公式可以包络直筒和锥段的实际风压极值,最大误差<10%。研究结论可为此类钢结构冷却塔风荷载设计取值提供参考。 展开更多

关键词 直筒-锥段型钢结构冷却塔 大涡模拟 峰值因子 非高斯特性 极值风压 拟合公式

在线阅读 下载PDF 职称材料

双曲线型钢结构冷却塔缺陷敏感性分析 被引量：4

7

作者 朱俊颖 吴杰 张其林 《东华大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第4期585-591,共7页

参考国内现有规范,考虑几何非线性与材料非线性,利用ANSYS软件对一座高150m的双曲线型钢结构冷却塔进行多种缺陷及多缺陷值下的稳定计算,讨论了单层网壳、双层网壳及不同网格形式下结构的缺陷敏感性.结果表明,单层网壳结构对某些缺陷敏... 参考国内现有规范,考虑几何非线性与材料非线性,利用ANSYS软件对一座高150m的双曲线型钢结构冷却塔进行多种缺陷及多缺陷值下的稳定计算,讨论了单层网壳、双层网壳及不同网格形式下结构的缺陷敏感性.结果表明,单层网壳结构对某些缺陷敏感性高,双层网壳结构中采用三角形网格时的稳定系数最高,四角锥网格的缺陷敏感性最低. 展开更多

关键词 钢结构冷却塔 缺陷敏感性 双非线性 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种新型直筒-锥段型钢结构冷却塔气动性能的LES数值分析

8

作者 柯世堂 杜凌云 +1 位作者 刘东华 马兆荣 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期442-451,共10页

作为一种外形新颖的典型风敏感结构,直筒-锥段型钢结构冷却塔表面风荷载随机分布特性亟待研究。以国内拟建最高的某新型直筒-锥段型钢结构冷却塔(塔高189 m)为例,采用大涡模拟(Large eddy simulation,LES)方法对其进行风场数值模拟,获... 作为一种外形新颖的典型风敏感结构,直筒-锥段型钢结构冷却塔表面风荷载随机分布特性亟待研究。以国内拟建最高的某新型直筒-锥段型钢结构冷却塔(塔高189 m)为例,采用大涡模拟(Large eddy simulation,LES)方法对其进行风场数值模拟,获取了直筒和锥段两部分结构的外表面三维气动力时程。将平均和脉动风压系数分别与相关规范及国内外冷却塔实测及风洞试验结果进行对比,验证了数值模拟方法的有效性。进而提炼出此类直筒-锥段型钢结构冷却塔外表面平均、脉动和极值风荷载以及阻力系数等气动参数分布规律。最终给出了此类新型的直筒-锥段型钢结构冷却塔结构平均和极值风压估算公式及其分布曲线。 展开更多

关键词 直筒-锥段型 钢结构冷却塔 大涡模拟 风荷载 气动性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑几何及材料非线性直筒-锥段型钢结构冷却塔风致稳定性能研究 被引量：3

9

作者 柯世堂 朱容宽 王浩 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期719-727,共9页

作为一种新颖的风敏感结构,直筒-锥段型钢结构冷却塔曲面形状和动力特性复杂、结构柔性和风致效应明显增大,整体稳定性能是其结构设计的瓶颈之一,尤其是结构几何、材料非线性及其高阶振型的影响。本文采用CFD技术数值模拟获得钢结构冷... 作为一种新颖的风敏感结构,直筒-锥段型钢结构冷却塔曲面形状和动力特性复杂、结构柔性和风致效应明显增大,整体稳定性能是其结构设计的瓶颈之一,尤其是结构几何、材料非线性及其高阶振型的影响。本文采用CFD技术数值模拟获得钢结构冷却塔表面风荷载分布模式,基于ANSYS软件建立主筒+加强桁架+附属桁架(铰接)耦合的一体化钢结构冷却塔有限元模型,以不同特征值屈曲模态作为初始几何缺陷分布形式,并基于几何及材料双重非线性有限元方法,系统研究了此类钢结构冷却塔在不同风速下低阶和高阶模态的稳定性能,涉及分歧失稳形态、极值失稳形态、临界失稳风速和静风响应。研究表明:考虑几何及材料双重非线性下钢结构冷却塔临界屈曲承载力下降;基阶屈曲波形相对较小,对几何初始缺陷不敏感;随着风速的增大,附属桁架最先发生失稳屈曲,然后依次为加强桁架和主筒。几何初始缺陷系数及阶数的改变对失稳临界风速影响较小,但随着阶数的增加,非线性分析过程中的变形趋势由附属桁架逐渐转移到主筒。所得主要结论可为此类新型钢结构冷却塔的抗风稳定性验算提供参考。 展开更多

关键词 直筒-锥段型 钢结构冷却塔 数值模拟 材料非线性 几何非线性 风致稳定性

在线阅读 下载PDF 职称材料

六杆四面体双曲面冷却塔网壳的构形、静力与稳定性能 被引量：2

10

作者 朱谢联 董石麟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1907-1915,共9页

提出由投影面为四边形的六杆四面体所集合组成的双曲面网壳,可以用作大型钢结构冷却塔的主体结构.探讨该网壳形式的构形,它构造简单,兼具单层网壳与双层网壳的特性.总结了正交正放与正交斜放2种基本布置形式,对正交正放的双曲面冷却塔... 提出由投影面为四边形的六杆四面体所集合组成的双曲面网壳,可以用作大型钢结构冷却塔的主体结构.探讨该网壳形式的构形,它构造简单,兼具单层网壳与双层网壳的特性.总结了正交正放与正交斜放2种基本布置形式,对正交正放的双曲面冷却塔网壳进行静力、线性与非线性稳定分析.结果显示,该网壳内力分布合理,上、下弦杆及顶部环杆在受力上起到不同的作用,分工明确;线性与非线性稳定性能良好,且结构对于缺陷不敏感;网壳具有较好的经济指标,容易实现工业化生产与装配化施工. 展开更多

关键词 六杆四面体单元 双曲面网壳 钢结构冷却塔 结构构形 静力分析 稳定性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

Optimization on Inlet Deflectors Structural Parameters of a Natural Draft Counter-flow Wet Cooling Tower

11

作者 HU Danmei ZONG Tao +1 位作者 ZHANG Zhichao ZHANG Jianping 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期I0005-I0005,共1页

The cooling process of cooling water is veryimportant in power generation industry.The performanceof cooling towers has a great effect on security,stabilityand economy of power plants.The energy savingproblems of the ... The cooling process of cooling water is veryimportant in power generation industry.The performanceof cooling towers has a great effect on security,stabilityand economy of power plants.The energy savingproblems of the cooling tower have always beenneglected previously.With the aim of energy saving inthe power plants nowadays,improving the coolingefficiency of the cooling tower has important andpractical significance. 展开更多

关键词 cooling tower heat and mass transfer deflector numerical simulation optimization

在线阅读 下载PDF 职称材料