龙滩升船机塔柱抗风设计初步研究

文章结合工程的实际情况，采用极值I型概率分布模型确定升船机的设计风速及设计风压，对龙滩升船机塔柱结构抗风初步设计进行进行分析研究，为结构后期的抗风设计提供必要的设计依据。     

龙滩升船机塔柱抗风设计初步研究

文章结合工程的实际情况,采用极值Ⅰ型概率分布模型确定升船机的设计风速及设计风压,对龙滩升船 机塔柱结构抗风初步设计进行进行分析研究,为结构后期的抗风设计提供必要的设计依据。     

钢天线风致疲劳研究

基于一钢质天线气动弹性模型风洞试验结果,研究了其风致疲劳,首先,根据当地气象站资料统计的风速风向联合概率分布函数求得天线结构所在位置处的风速风向联合概率分布函数,并以结构假定的疲劳寿命为最大风速重现期来计算每个风向区间要考虑的最大风速,其次,对天线结构的气动弹性模型进行风洞试验,     

基于广义统一概率图的东南沿海风速概率分布研究

传统的概率分布选择方法是基于观测数据在假设分布概率纸上进行绘制,由于受到概率纸的限制无法进行直接比对分析.本文提出了一种新的广义统一概率图(GUPP)方法,通过Rosenblatt变换,将假设分布转换到统一概率纸上进行直观比对,并提出基于GUPP的拟合优度快速检验方法及参数,该方法可用于大数据量和大范围假设概率分布的快速拟合和检验.采用本文方法对厦门地区1953-2015年采集的实时风速数据进行统计分析及拟合,结果显示Pearson-Ⅲ分布可以更好地模拟厦门地区年10 min平均最大风速的分布规律,以此更准确地确定厦门地区基于不同回归期的设计最大风速.     

钢天线风致疲劳研究

基于一钢质天线气动弹性模型风洞试验结果,研究了其风致疲劳．首先,根据当地气象站资料统计的风速风向联合概率分布函数求得天线结构所在位置处的风速风向联合概率分布函数,并以结构假定的疲劳寿命为最大风速重现期来计算每个风向区间要考虑的最大风速．其次,对天线结构的气动弹性模型进行风洞试验,测得天线结构在不同风向角、不同风速下的加速度响应,根据试验获得的结构响应,求得疲劳分析关键点处的应力响应功率谱．最后,基于疲劳累积损伤理论在频域上用等效窄带方法计算天线结构的疲劳寿命,结果表明,这一实际结构的风振疲劳寿命接近主楼结构的设计寿命．     

水平轴风力机风轮叶片优化设计模型研究

提出了风力机风轮叶片的优化设计模型,该模型考虑了风场风速的概率分布,以风力机年能量输出最大为设计目标,使用遗传算法进行搜索寻优.利用开发的优化设计程序,设计了1.3 MW风力机的叶片.与已有风力机相比,设计结果显示了明显的优越性,从而说明了该优化设计模型的有效性和实用性.     

三峡升船机上闸首预应力锚索方案分析

提出了能反映键槽几何形状、传力特征的“键槽传剪模型”物理方程式，据此模拟三峡升船机上闸首结构的纵横键槽施工缝在正常运行水位下的接触变化情况.对是否布置预应力锚索进行了计算比较，详细分析了预应力措施对三峡升船机上闸首接缝接触情况和应力分布规律的影响，对三峡升船机上闸首设计的安全性和合理性作出了评价.     

内陆高山微地形区风速分布特征及其经验模型

特高压线路建设过程中的风偏设计参数主要依据以往标准;但以往标准并未就线路途经微地形、微气候的情况进行深入探讨,从而留下了安全隐患。为此研究了微地形条件下的风速分布特征,提出了内陆高山微地形下的风场模型;包括风速概率分布以及极值风速重现期。根据河南省电力公司尖山试验基地特高压真型试验塔的风速数据,分析了该模型的有效性与一年中不同时间段风速分布的变化,建立了尖山山区微地形下风加速模型。研究表明广义极大值模型在描述内陆高山风场特征方面效果最好,内陆高山风速随高度变化呈幂指数关系,微地形影响下风速放大比例最高可达30%。研究发现夏季时风速整体偏大,因此线路运行过程中应当更注意夏季时的风偏防范工作。     

内陆高山微地形区风速分布特征及其经验模型研究

特高压线路建设过程中的风偏设计参数主要依据以往标准;但以往标准并未就线路途经微地形、微气候的情况进行深入探讨,从而留下了安全隐患。为此研究了微地形条件下的风速分布特征,提出了内陆高山微地形下的风场模型;包括风速概率分布以及极值风速重现期。根据河南省电力公司尖山试验基地特高压真型试验塔的风速数据,分析了该模型的有效性与一年中不同时间段风速分布的变化,建立了尖山山区微地形下风加速模型。研究表明广义极大值模型在描述内陆高山风场特征方面效果最好,内陆高山风速随高度变化呈幂指数关系,微地形影响下风速放大比例最高可达30%。研究发现夏季时风速整体偏大,因此线路运行过程中应当更注意夏季时的风偏防范工作。     

考虑尾流效应的风电场建模以及随机潮流计算

采用变量变换法拟合了风速频率的三参数weibull分布函数,在风能分布的Jensen和Lissaman模型的基础上,结合风速的频率分布模型与风力发电机组的单机稳态模型,建立了大型并网运行风电场的综合模型.该模型同时考虑了尾流效应和风电场地形因素对不同位置风机风速的影响,得到了考虑以上因素时风电场的输出功率.在此基础上,应用蒙特卡罗法对风电场接入系统进行了随机潮流计算.最后,以40机的风电场为例建立了风电场模型,将此模型引入到IEEE14系统中,通过随机潮流计算得到系统节点电压的概率分布以及风电场输出功率的概率分布,分析了风电场并网运行对系统各节点电压的影响,从而为减小风电接入系统的电压波动提供参考.     

山区峡谷桥梁抗风设计基准风速取值与风荷载计算

国内山区峡谷区域的桥梁一般具有高墩大跨的特点,作用在主梁及墩上的风荷载会很大,确定桥梁的设计基准风速与风荷载就变得十分重要.结合某连续刚构箱梁桥算例,对比《公路桥涵设计通用规范》和《公路桥梁抗风设计规范》中对主梁横桥向风荷载计算的规定,指出两部规范的差异,为山区峡谷桥梁抗风设计提供理论依据;通过联系现有研究和规范分析了设计基准风速的确定,并结合某桥算例分析了各自算法的合理性,从而确定采用现有研究的方法计算山区桥梁设计基准风速,并按《公路桥梁抗风设计规范》规定计算山区桥梁的静阵风荷载更为合理.     

桥梁阵风风速系数研究

通过用短暂时距内的平均预期最大值代替瞬时预期最大值的方法来得到风速峰值和阵风风速系数,并讨论了地表粗糙度、基本风速、桥面高度和时距对阵风风速系数的影响程度,最后给出了阵风风速系数的数值．     

地形抬升型微地形下台风风场计算模拟

福建省内多山地丘陵地貌,当台风经过山岭型微地形时,由于风速叠加效应和风压改变,在微地形附近空间的风速、风向、湍流强度和风压都会产生变化。每年台风登陆都对电网造成巨大的破坏,比如倒塔、断线。本文以流体力学理论为基础,采用计算流体力学方法,通过对实际地形的建模仿真,研究地形抬升型为微地形对风速的加速作用。计算结果表明地形抬升型微地形对风速有明显的加速作用,并且超过了国家标准规定,目前输电线抗风设计的执行标准存在偏低的问题。研究结果对输电线路的抗风设计具有一定的工程参考价值。     

小型水平轴风力机特征风速的确定与气动特性的实验研究

应用WASP软件,在认为风速服从两参数Weibull分布前提下,对内蒙古4个地区的风资源进行分析,推导出特征风速的计算公式,计算内蒙古4个地区的切入风速和额定风速;然后从低成本角度出发,优化风力机的特征风速,缩短风轮直径,降低制造工艺难度,来优化设计风力机;最后通过风力机气动实验分析和风力机单位面积发电量模拟计算进行了对比验证。结果表明:采用特征风速优化后设计的新翼型风力机输出功率得到提高,并且在实际风场中比传统翼型风力机单位面积发电量平均提高了28.0%.     

Gumbel模型中高值记录对设计风速影响

我国现行规范采用极值I型Gumbel分布作为各地区概率统计的线型,但Gumbel模型却有着样本不全等先天缺陷。根据澳大利亚某地区的实测风速记录在原样本和去掉一个高值记录的情况下分别计算出设计风速,通过对比发现:当模型样本中突然增加非常少量的高值数据的时候,所得到的设计风速结果表现出了很大的不稳定性。     

海岛微地形风洞试验研究

海岛四周由于受海风影响较大,其风场特性处于不断变化中,准确了解其风特性是进行相关建设抗风设计的基础。然而,现行相关规范描述风场特性的数学模型通常仅适用内陆平坦地形,尚不足以描述类似海岛地形的风环境。因此,本文采用风洞试验的方法对南澳岛上一山谷内的风场特性进行了研究。研究结果表明：越靠近山谷中心,平均风速剖面与湍流强度剖面变化越大;主要风向来流下各测点的脉动风速功率谱与vonKarman谱较为吻合。本文研究成果可为类似地形下的工程设计提供试验依据。     

低矮建筑非定常绕流大涡模拟影响因素研究

掌握结构周围风场及其特性,是开展建筑结构抗风设计的基础。借助采用大涡模拟（LES）的方法,对低矮建筑非定常绕流进行了大涡数值模拟研究,分别分析了不同运算时间、建筑物不同高度处及不同风速因素,对低矮建筑非定常绕流特性的影响。结果表明：（1）随着时间的增加,建筑物迎风侧的速度和压力均增大,背风侧的压力出现了负值,速度最小值出现在背风侧的涡中心位置;（2）随着建筑物高度逐渐增加,涡的位置逐渐向上偏移,由于风速比较均匀,当遇到建筑物时,在建筑物迎风侧,速度流线会形成一种上升的趋势,背风侧的压力逐渐增加;（3）随着风速的增加,建筑物的背风侧出现了大涡且速度逐渐增大,背风侧的压力最小值逐渐减小。     

基于片条理论和遗传算法的风力机叶片全局优化设计

针对水平轴风力机叶片Wilson优化设计法的不足,以片条理论为基础、全年发电量为目标函数对叶片进行全局优化设计。通过遗传算法对设计约束进行最优化搜索,并根据该方法设计在平均风速为7.5 m/s风场下工作的1.5 MW叶片。为保证功率计算的准确性,通过XFOIL和CFD软件计算翼型0o~360o攻角下气动性能,将其设计结果与Wilson法进行比较。研究结果表明:全局优化设计方法能够满足叶片设计要求,设计的叶片在低于额定风速的低风速区性能良好,在平均风速附近(7~9 m/s)的功率系数达0.44。     

山区桥梁桥址风环境试验研究

北盘江特大桥位于地形特殊的山区．通过模拟桥址地形的风洞试验，确定桥梁设计基准风速和相关的风特性参数，使得到的风速真正反映桥址处风的实际状况．试验结果表明：北盘江特大桥桥址处无明显风速放大效应；根据荷载等效原则，桥面设计基准高度可采用统一的等效桥面高度来描述；当横桥向来流，且与山谷走向一致时，桥面高处的水平方向和竖向脉动风功率谱密度在脉动风的振动频率的低频区域，可以分别近似采用Kaimal谱和Panofsky谱，     

多工况下兆瓦级海上风电齿轮箱均载性能优化设计

针对兆瓦级海上风电齿轮箱行星级均载性能易受到时变非扭载荷影响的问题，该文提出了多风速工况下风电齿轮箱行星级均载性能优化方法。通过建立某型5 MW海上风电齿轮箱系统动力学模型，分析不同风速工况对其行星级内部激励和均载特性的影响规律，进而采用支持向量回归方法，重构风速工况齿轮修形参数均载系数之间的映射关系，建立考虑不同风速工况影响的齿轮箱行星级均载系数优化模型，实现多风速工况下行星级齿轮修形参数优化设计。研究结果表明：由风速工况变化造成的时变非扭载荷会使行星级的齿面和轴承出现偏载现象，并且在低风速工况时非扭载荷会显著降低行星级均载性能；优化后的风电齿轮箱在不同风速工况下其行星级内部激励均明显降低，齿面和轴承载荷分布更加均匀，均载性能得到明显提升。