为研究不同容量风力机尾流的相互作用情况,该文通过致动线模型(actuator line model,ALM)耦合大涡模拟(large eddy simulation,LES)的方法对串列布置两台容量不一的水平轴风力机在不同流向间距下的尾流场进行数值模拟,分析尾流场速度分...为研究不同容量风力机尾流的相互作用情况,该文通过致动线模型(actuator line model,ALM)耦合大涡模拟(large eddy simulation,LES)的方法对串列布置两台容量不一的水平轴风力机在不同流向间距下的尾流场进行数值模拟,分析尾流场速度分布、涡量分布、频谱特性以及尾涡演变情况。结果表明,随着下游风力机的容量和几何尺寸的增加,尾流区速度波动越大,上下游风力机尾流掺混强度增强,掺混后的涡结构向上偏转程度加剧,使垂向尾流发展更加均匀,湍动能也较大;随着流向间距的增加,下游风力机的尾流受上游风力机轮毂中心涡的卷吸作用减弱,受下叶尖涡和塔筒脱落涡的裹挟输运作用增加。总体来讲,大小容量不同的风力机的尾流掺混能在一定程度上加速尾流的恢复,但是需要一定的发展空间来使其克服下游风力机产生的进一步速度亏损的影响,该文中的发展空间为6~8D。展开更多
钢管塔力学性能卓越,在电网中应用广泛。其中钢管塔主要钢管构件长细比较大,低风速下易涡激振动,进而引起结构疲劳损伤,引起连接处损坏,严重影响结构的安全性与耐久性。针对目前钢管塔杆件涡振理论研究不充分现状,基于Van Der Pol式尾...钢管塔力学性能卓越,在电网中应用广泛。其中钢管塔主要钢管构件长细比较大,低风速下易涡激振动,进而引起结构疲劳损伤,引起连接处损坏,严重影响结构的安全性与耐久性。针对目前钢管塔杆件涡振理论研究不充分现状,基于Van Der Pol式尾流振子模型进行结构计算,采用中心差分法解模型耦合方程,编制圆钢管涡激振动计算程序并设计风洞试验验证其准确性,旨在研究圆钢管的涡激振动特性,为钢管塔涡振预测及控制提供理论依据。试验与数值计算结果的比较表明,该文建立的尾流振子模型能够较好地拟合钢管的位移,由于理论模型采用理想铰接约束,试验测得的涡振锁定区较短,且锁定频率低于理论值。展开更多
钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的...钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的阻尼控制方法。首先,开展了原尺输电塔钢管杆件气动效应研究。对槽型插板节点钢管弱轴向涡激振动响应及尾流展向特性进行分析。其次,引入尾流振子模型,探究了增加阻尼比对钢管杆涡振响应的理论抑制效果的提升。最后,根据理论计算结果开展调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)控制试验,通过加装TMD对钢管振动响应进行了控制,振幅最多可以下降95.8%,表明TMD可有效提高钢管塔在复杂风环境下的结构稳定性,保证钢管服役期间的安全。展开更多
文摘为研究不同容量风力机尾流的相互作用情况,该文通过致动线模型(actuator line model,ALM)耦合大涡模拟(large eddy simulation,LES)的方法对串列布置两台容量不一的水平轴风力机在不同流向间距下的尾流场进行数值模拟,分析尾流场速度分布、涡量分布、频谱特性以及尾涡演变情况。结果表明,随着下游风力机的容量和几何尺寸的增加,尾流区速度波动越大,上下游风力机尾流掺混强度增强,掺混后的涡结构向上偏转程度加剧,使垂向尾流发展更加均匀,湍动能也较大;随着流向间距的增加,下游风力机的尾流受上游风力机轮毂中心涡的卷吸作用减弱,受下叶尖涡和塔筒脱落涡的裹挟输运作用增加。总体来讲,大小容量不同的风力机的尾流掺混能在一定程度上加速尾流的恢复,但是需要一定的发展空间来使其克服下游风力机产生的进一步速度亏损的影响,该文中的发展空间为6~8D。
文摘钢管塔力学性能卓越,在电网中应用广泛。其中钢管塔主要钢管构件长细比较大,低风速下易涡激振动,进而引起结构疲劳损伤,引起连接处损坏,严重影响结构的安全性与耐久性。针对目前钢管塔杆件涡振理论研究不充分现状,基于Van Der Pol式尾流振子模型进行结构计算,采用中心差分法解模型耦合方程,编制圆钢管涡激振动计算程序并设计风洞试验验证其准确性,旨在研究圆钢管的涡激振动特性,为钢管塔涡振预测及控制提供理论依据。试验与数值计算结果的比较表明,该文建立的尾流振子模型能够较好地拟合钢管的位移,由于理论模型采用理想铰接约束,试验测得的涡振锁定区较短,且锁定频率低于理论值。
文摘钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的阻尼控制方法。首先,开展了原尺输电塔钢管杆件气动效应研究。对槽型插板节点钢管弱轴向涡激振动响应及尾流展向特性进行分析。其次,引入尾流振子模型,探究了增加阻尼比对钢管杆涡振响应的理论抑制效果的提升。最后,根据理论计算结果开展调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)控制试验,通过加装TMD对钢管振动响应进行了控制,振幅最多可以下降95.8%,表明TMD可有效提高钢管塔在复杂风环境下的结构稳定性,保证钢管服役期间的安全。
