脉动风

摘要： 通过琼州海峡地区风速观测系统记录的台风“蝴蝶”三维风场实测数据,分析了台风“蝴蝶”的风场特性;基于非平稳模型理论,利用经验模态分解、分离趋势项,对台风时变平均风速与风向、湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风速功率谱等风特性开展了研究。结果表明:三维湍流强度比值比规范要求的偏小;顺风向湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度大于横向与竖向,阵风因子与湍流强度的非线性拟合比Ishizaki、Choi和Cao取值偏低;脉动风速紊流功率密度斜率近似符合Kolmogrove“-5/3律”;实测顺风向脉动风速功率谱与Davenport经验谱在低频段符合较好,但在高频段有一定偏差。

摘要： 以重遵扩容项目工程为依托,采用流体力学软件ANSYS Fluent虚拟风洞,计算出超高钢管支架周围流场特性和三分力系数;基于谐波合成法采用Kaimal沿高度变化的风速谱,使用MATLAB对高桥上任意点进行横向脉动风速的模拟,将脉动风荷载施加到Midas Civil建立的超高钢管支架动力学模型,以研究脉动风对超高钢管支架的风致振动响应.研究结果表明:其升力系数、升力矩系数和阻力系数分别为0、-100和400,流场性质也与理论相符合.对超高钢管支架的模态分析结果显示,贝雷梁比较容易发生扭转振动,无边界约束的钢管柱易发生横桥向的简谐振动,在搭设支架和混凝土浇筑的施工过程中要注意其质量,做到实时监控,以免发生破坏而造成较大的事故.通过计算超高钢管支架的动力响应得到支架的最大位移为0.4286 m,最大加速度为2.3149 m/s^(2).结果表明此超高钢管支架的动力响应产生的支架水平位移过大,应加强支架的稳定及限制其水平位移.

摘要： 本文以一电厂脱硫烟囱为研究对象,建立了风致易损性模型。为了考虑风荷载的不确定性,运用谐波叠加法采用不同的风谱和风速来模拟结构所在地的风场。考虑材料参数的不确定性,得到不同的分析样本,并对样本逐一进行了非线性时程分析。以顶点位移作为损伤指标,通过线性回归分析在对数空间获得了风速与顶点位移之间的关系。接着继续考虑材料的不确定性,对结构进行静力弹塑性分析得到基底剪力-位移曲线,通过基底剪力-位移曲线获得不同极限状态的性能点,最后得到了不同风谱对应的风致易损性曲线。研究结果表明:不同风谱对烟囱性能的影响显著,其中Davenport谱的计算结果最为保守;在倒塌破坏时,其倒塌破坏风速很高,可以接近55 m/s。本文生成的易损性曲线,可进一步用于钢筋混凝土烟囱的风灾风险概率评估。

摘要： 张拉膜结构作为一种通过对钢索和膜面直接施加预拉力使其具有足够的刚度,以承担外部荷载的稳定结构,索和膜均只受拉。膜结构对风荷载极为敏感,且膜裁剪是膜结构施工必不可少的环节,经过裁剪后的膜结构抗风性能分析成为至关重要环节。选取规范中静力风荷载和动力风荷载,采用Davenport谱脉动风模型,以常见马鞍形张拉膜结构为例,结合裁剪前后相同位置点的荷载响应,说明裁切线影响了膜结构的承载能力,该研究对膜结构设计和应用具有一定参考价值。

摘要： 为了提升输电线路安全性,以某110 kV输电线路大风引起的铁塔倒塌事故为例,用通用有限元软件建立输电塔线体系有限元模型,分析脉动风荷载作用下铁塔的极限承载力,判断输电塔在风荷载作用下的薄弱部位。结果表明,塔线体系在平均风速达到27.5 m/s时铁塔发生破坏,此时塔身第三段受压侧主材处出现明显失稳变形,在抗风加固设计时应予以重点考虑。

摘要： 重型运载发射平台摆杆系统用于为加注、排气管路及电缆等提供铺设空间,实现火箭在转场前后与地面设备的连接技术状态保持不变.在随机脉动风载荷作用下,摆杆随机摆动,增加了连接器自动对接的难度.采用谐波叠加法,对摆杆顺风向随机脉动风场进行模拟.在数值计算中引入快速傅里叶变换,有效提高了计算效率,并利用有限元仿真进行脉动风载荷作用下摆杆的动态响应分析,确定了在随机脉动风载荷下摆杆结构的摆动范围及摆动速度,同时对摆杆摆动的其他影响因素及横风向摆动进行分析,为连接器的对接系统设计提供设计边界.

摘要： 空间一点的自然风由平均风和脉动风组成,平均风速大小不随时间变化,脉动风速大小随时间的变化而随机变化.该文将脉动风近似为平稳高斯随机过程,基于线性滤波法(AR模型),利用MATLAB编程生成顺风向随机脉动风,并将生成的脉动风时程曲线功率谱与目标谱进行对比,证明二者吻合度较好.最后,利用生成的脉动风直观展示了不同风速对高速铁路接触网风振响应的影响.该方法可用于"风工程"课程课堂教学演示,也可用于实验教学,有助于提高学生的科研实践能力.

摘要： 架空输电线路具有跨度大且较柔和质量轻且阻尼小的特点,对风荷载的作用十分敏感.脉动风作用下导线连接处及其端部的抖振动张力,是输电线路结构设计研究的重难点.本文基于结构随机振动理论和索结构力学,将静力平衡状态下的动力响应分为背景响应和共振响应,重点讨论通过影响线函数确定的背景分量,给出了顺风向(垂直于导线平面方向)动张力的背景响应功率谱函数及均方根的频域解析解.通过设计且完成了双跨四分裂输电线标准气动弹性模型风洞试验,并考虑耐张绝缘子、I形绝缘子和V形绝缘子的3种连接方式,采用高频测力天平装置,考察了风振空间动张力的作用规律.研究表明,跨中连接处绝缘子类型对顺风向张力的影响较为明显.不可忽略的气动阻尼效应使得背景响应占动力总响应的绝大部分.同时通过风洞试验也验证了本文理论模型具有相对的精确性.

摘要： 为分析西北大风区高速铁路接触网可靠性,提出将脉动风引起的弓网离线因素融合到接触网系统可靠性分析中,采用谐波叠加法模拟脉动风风速时程,利用高斯分布统计脉动风分布概率,通过GO-FLOW法构建接触网系统可靠性模型,运用MAT-LAB 对融合弓 网离线故障率接触网系统可靠性进行仿真,并与已有研究成果进行对比.结果表明:脉动风对弓网受流产生一定影响,融合弓网离线因素后,接触网系统可靠度明显下降.研究结果可为接触网可靠性研究提供新的思路.

摘要： 该文采用谐波合成法按Davenport风速谱和Kaimal风速谱分别模拟了某陆地风电场的脉动风速时程。根据相应高度处的平均风速,并结合伯努利理论,得到风荷载时程。建立某3 MW风机钢塔筒有限元模型,并考虑风机气动推力、塔筒风荷载时程和重力二阶效应的影响,求解钢塔筒的动力响应。考虑作用效应时程变化及材料容重变异性,采用Monte Carlo方法按规范准则分析该风机基础底板脱开失效概率,并研究对应可靠指标随基础底板半径变化的规律。结果表明:无论是正常运行工况还是极端荷载工况,该风机塔筒底部总弯矩和总剪力近似完全相关,且变异系数较大;选用Davenport风速谱时正常运行和极端荷载工况下基础底板脱开失效概率分别约为0.00820和0.0188,选用Kaimal风速谱时对应失效概率分别约为0.0107和0.0281;基础底板不脱开失效的可靠指标会随着半径增大而提高,当半径增加至1.2倍时,两种工况下可靠指标提高均不少于39.90%。

摘要： 基于脉动风的基本性质,利用Matlab模拟脉动风速时程,并以江西500kV南梦线送电工程为算例,利用Ansys建立了输电塔线二塔三线模型,考虑了输电铁塔之间、输电线之间以及塔线之间的相关性,分析了输电塔对不同角度顺风向脉动风的响应,可为工程实际提供一定程度的参考.

摘要： 在刚性建筑模型风洞测压试验的基础上,首先求出脉动风致位移等效目标响应.当所选取的低阶模态较少时,把Nakayama等在求解风致位移响应时提出的补偿思想用来计算大跨屋盖的脉动风等效静力风荷载,计算结果表明误差较大.据此,基于Householder变换,提出了一种新的补偿方法来计算大跨屋盖脉动风等效静力风荷载,以此来克服前一种补偿方法所带来的较大误差.最后把两种方法对比应用于一实际结构中,计算结果表明新的补偿方法具有物理含义明确、计算方法简单和计算精度较高的优点,可以满足工程设计的需求.

摘要： 在刚性建筑模型风洞测压试验的基础上,首先求出脉动风致位移等效目标响应.当所选取的低阶模态较少时,把Nakayama等在求解风致位移响应时提出的补偿思想用来计算大跨屋盖的脉动风等效静力风荷载,计算结果表明误差较大.据此,基于Householder变换,提出了一种新的补偿方法来计算大跨屋盖脉动风等效静力风荷载,以此来克服前一种补偿方法所带来的较大误差.最后把两种方法对比应用于一实际结构中,计算结果表明新的补偿方法具有物理含义明确、计算方法简单和计算精度较高的优点,可以满足工程设计的需求.

摘要： 风压驱动下的自然通风可看作由开口处平均压力引起的平均风以及由开口处脉动压力引起的脉动风组成.针对脉动风,本文假定脉动风为具有零均值的平稳高斯随机过程,采用谐波叠加法对单点脉动风速进行了模拟,并基于Matlab平台编制了计算程序,绘制出Davenport风速谙下的风速时程序列图及风速功率谱.讨论了谐波叠加法中的可控参数:频率截取区间、频率和时间采样点数的选取对模拟结果的影响.

摘要： 本文基于“风轮-机舱-塔体”三维仿真模型，进行风电塔在暴风荷载作用下的风致动力响应分析，并基于规范中的风荷载计算方法与动力分析方法对风电塔的应力、位移和内力进行计算分析，同时研究风电塔风轮受不利风向影响时的力学特性变化规律，并对风电塔在常规风荷载作用下的应力和位移进行现场监测比较研究。结果表明，基于规范计算的风电塔的应力、位移及内力要比动力分析的计算值偏小；脉动风时程激励下，风电塔的最大应力值低于结构的最小许用应力值，但结构顶部的水平位移超过结构的位移限值，在风电塔设计中应予以注意。风电塔受不利方向的暴风影响会产生很大的内力，塔底最大剪力和弯矩增大了91％和106％，在风电塔设计过程中应该重点考虑；基于常规风荷载作用下的应力和位移的数值仿真结果与监测结果吻合较好。

摘要： 风场对飞艇的影响包括常值风和脉动风,其中脉动风含局部导数影响部分和迁移导数影响部分.然而现有研究中均采用Taylor冻结场假设,即不考虑局部导数部分的影响.本文通过统计数据及脉动风数值仿真说明,局部导数项对飞艇这类低动态飞行器的影响不可忽略.

摘要： 因导线空间分布范围较大,同一时刻作用在导线上的风速不可能完全一致,电力行业规范采用风压不均匀系数表征这种风速分布的不均匀性.实际运行经验表明,缺乏实测数据支撑的风压不均匀系数取值容易产生偏差.为改善这一现状,研制了多点位脉动风同步观测系统,采集了大量的空间同步风速数据.根据实测的风速数据,分析了平均风速的空间分布不均匀性,参照Davenport空间相关性分析理论,提出了同时考虑平均风和脉动风不均匀性的风压不均匀系数计算公式,获取了相应的风压不均匀系数取值,为进一步修订和完善规范中风压不均匀系数取值提供了可行方法.

摘要： 跨海大桥的建设带来交通便捷的同时,也带来了强侧风作用下桥面行车安全的问题.近年来,关于风致行车安全的研究已有不少报道.由于侧风的作用以及车辆和桥梁运动的相互耦合,桥上行车安全的研究涉及复杂的风—汽车—桥梁耦合振动分析系统.本文拟以杭州湾跨海大桥为工程背景，以桑塔纳小汽车和箱式货车为分析对象，研究了脉动风和路面粗糙度的随机过程性对行车安全可靠度的影响，给出了同时考虑平均风的随机性和激励的随机过程性的行车安全可靠度，并论证了经典动力可靠度理论对该问题的适用性。结果表明：桑塔纳小汽车的行驶安全可靠度比箱式货车更易受随机过程性的影响。

摘要： 在张弦桁架结构上部设置抗风索能抵抗风吸力带来的不利影响，是一种有效的抗风措施。本文以广州国际会展中心张弦桁架为基础模型，在其上设置不同高度的抗风索，采用由自回归AR模型生成的脉动风速时程对结构进行风振响应分析，并比较了抗风索布设情况对结构风振系数的影响。

摘要： 本文用线性滤波器法的自回归法(AR法)来模拟具有随机性、时间相关性、空间相关性的多维脉动风速时程，讨论抗风索张弦桁架在动风荷载下的抗风性能。本文研究成果对抗风索张弦桁架结构的实际应用提供一定理论基础，为其他预应力大跨结构的风振反应计算提供参考。

摘要： 为弥补现有风电系统的技术缺陷，本发明提供一种风电系统的风剪塔影脉动的抑制方法，通过转矩补偿控制有效的减小了脉动幅值；本发明对风剪塔影信号的提取，创造性的用实际的风场风剪塔影信号来代替理论公式推导的信号，排除了由于地形和干扰等因素对信号的影响。有效抑制了风剪塔影效应所导致的双馈风电机组的转矩与功率脉动。有益的技术效果：本发明可以显著的抑制由风剪塔影效应带来的转矩和功率脉动，且由于由风剪塔影效应造成的电磁转矩和功率脉动量显著减小，可以有效的保护机械部分，延长其使用寿命，最大限度的保证其可靠运行，提高了向电网传输的电能质量。

摘要： 本发明提供一种直驱式风电机组转矩脉动抑制方法，涉及风力发电技术领域。本发明对于电磁转矩脉动，采取谐波电压补偿的抑制方法：利用低通滤波器提取高次谐波电流分量，计算谐波电压补偿值并叠加到参考电压中，抵消谐波分量。对于气动转矩脉动，采用独立变桨距控制方法，并建立权系数分配器，通过权系数分配的数学模型计算得到不同叶片对应的桨距角，将其作用到变桨机构上，减小由于桨距角波动引发的气动转矩脉动。最后，在谐波电压补偿法的基础上，设立转速控制器，将发电机的实际转速和额定转速的差值作为偏差量，引入到转速控制器的输入端，其输出端为统一桨距角参考值，再结合独立变桨距控制方法，实现气动转矩脉动和电磁转矩脉动的协同抑制。

摘要： 为弥补现有风电系统的技术缺陷，本发明提供一种风电系统的风剪塔影脉动的抑制方法，通过转矩补偿控制有效的减小了脉动幅值；本发明对风剪塔影信号的提取，创造性的用实际的风场风剪塔影信号来代替理论公式推导的信号，排除了由于地形和干扰等因素对信号的影响。有效抑制了风剪塔影效应所导致的双馈风电机组的转矩与功率脉动。有益的技术效果：本发明可以显著的抑制由风剪塔影效应带来的转矩和功率脉动，且由于由风剪塔影效应造成的电磁转矩和功率脉动量显著减小，可以有效的保护机械部分，延长其使用寿命，最大限度的保证其可靠运行，提高了向电网传输的电能质量。

摘要： 本发明属于发电、变电或配电的相关技术领域，公开一种低转矩脉动和低风摩损耗的定子永磁电机转子结构，包括转子，所述转子上设置有若干个转子齿，相邻两个所述转子齿之间设置有转子齿间弧形肋板，相邻两个所述转子齿以及所述转子齿间弧形肋板之间所包围的空腔为转子齿间空腔。有效降低定子永磁电机的转矩脉动和风摩损耗。电机气隙内空气保持较高的对流换热能力，尽可能的使转子结构简单化，提升高速运行时的转子机械可靠性。

摘要： 本发明公开了一种基于风载总计的输电塔整体脉动风荷载谱确定方法。本发明采用的技术方案为：输电塔整体脉动风荷载谱通过总计其组成部分杆件的风荷载时程实现，包括步骤：1)获取计算参数，所述的计算参数包括单根杆件体型系数、背风面荷载降低系数和风荷载谱干涉修正系数；2)计算输电塔整体脉动风荷载谱。本发明考虑到实际输电塔架由不同截面形状和长细比的杆件按一定的空间关系组成，因此塔架的风荷载可以由各杆件所受风荷载求和计算得到，在此基础上考虑各杆件之间的干扰效应对输电塔整体风荷载脉动特性的影响。本发明输电塔整体脉动风荷载谱的计算方法精确且简便，为输电塔整体受力分析提供更准确的荷载参数。

摘要： 本发明提供了一种基于大涡模拟在竖向脉动风荷载作用下的膜结构抗风优化方法，在UG中建立模型并导入ICEM中进行网格划分；设置结构模型参数；设置边界条件；将大涡模拟模型数据与RNGk‑ε模型对比，验证大涡模拟的正确性及精确性，利用大涡模拟方法研究不同风速、不同膜结构模型在竖向脉动风荷载作用下脉动风压分布特性规律，针对鞍形膜结构和拱形膜结构进行优化分析研究，进而进行膜结构抗风设计。本发明考虑流固耦合作用基于大涡模拟方法，对于膜结构在竖向脉动风荷载作用下的脉动风压特性进行研究，对于鞍形和拱形膜结构进行优化研究，对于完善膜结构的抗风设计理论有着重要的意义，并为膜结构建筑在实际工程中的抗风设计及优化设计提供了依据。

摘要： 本发明公开了一种基于风载总计的输电塔整体脉动风荷载谱确定方法。本发明采用的技术方案为：输电塔整体脉动风荷载谱通过总计其组成部分杆件的风荷载时程实现，包括步骤：1)获取计算参数，所述的计算参数包括单根杆件体型系数、背风面荷载降低系数和风荷载谱干涉修正系数；2)计算输电塔整体脉动风荷载谱。本发明考虑到实际输电塔架由不同截面形状和长细比的杆件按一定的空间关系组成，因此塔架的风荷载可以由各杆件所受风荷载求和计算得到，在此基础上考虑各杆件之间的干扰效应对输电塔整体风荷载脉动特性的影响。本发明输电塔整体脉动风荷载谱的计算方法精确且简便，为输电塔整体受力分析提供更准确的荷载参数。

摘要： 本发明公开了一种基于脉动风影响下输电杆塔结构的动力学分析方法及系统。本发明动力学分析方法采用的技术方案包括：根据某转角输电杆塔的工程实际数据建立输电杆塔有限元模型；针对输电杆塔的结构特点，对输电杆塔有限元模型进行模态分析；结合快速傅里叶变换的谐波叠加法，通过仿真软件模拟输电杆塔的空间脉动风速；将动态风载荷沿0°风向角作用在塔顶节点上，对输电杆塔的动态响应方程进行时域分析求解，得到不同风向角下塔顶的位移响应。本发明解决了现有输电杆塔在自然灾害以及极端恶劣天气工况下的稳定性和安全性问题，有助于提高输电线路的安全性和稳定性，有助于提高输电线路的抗风性能，保障电网的安全运行。

摘要： 本发明公开了一种基于合成漩涡的三维零散度脉动风场生成方法，包括通过构建漩涡形函数三维表达式，建立目标脉动风场强度及湍流积分尺度与漩涡强度及尺度的关系，实现基于合成漩涡的各向异性脉动风模拟，在此基础上，通过优化漩涡强度与尺度参数的概率分布，建成联合考虑漩涡强度和尺度各向异性以及漩涡群变异性的脉动风生成方法。该方法可生成满足目标三维脉动风能量谱及其空间相关性的零散度风速场，实现高精度脉动风场合成，具有显著的有效性和应用性。

摘要： 本发明公开了一种模拟低空急流脉动风场的装置及模拟方法，它涉及低空急流脉动风场技术领域。包括风墙、风机出口的扩展段、整流箱、计算机控制系统和变频器，风墙由轴流式风机阵列组成，风墙前端通过风机出口的扩展段与整流箱相连，整流箱由格栅组成，整流箱外侧依次设置有带转轴的水平导流板和带转轴的垂直导流板，轴流式风机阵列中的每个风机均与计算机控制系统和变频器相连。本发明可以产生不同特征参数的低空急流脉动风场，提出的模拟方法可以产生不同强度、高度和方向的低空急流，且特征参数随时间发生变化。