安装间隔棒的双分裂导线微风振动分析

为了分析安装了间隔棒的双分裂导线微风振动强度,研究了利用有限差分法(FDM)分析微风振动的关键技术。基于能量等效原理,将实测的输电线自阻尼功率等效成为粘滞阻尼系数,将输入风功率等效成为微风激励力。推导了分裂导线-间隔棒体系动力微分方程,利用四阶有限差分格式求解动力方程得到导线的最大振幅;根据振幅和曲率的关系推导了输电线动弯应变幅值沿输电线的分布规律。通过某220kV双分裂导线算例分析:未安装间隔棒时,有限差分结果与能量平衡法分析结果吻合较好;安装了间隔棒的情况下,有限差分法能够反应间隔棒刚度、阻尼对分裂导线微风振动的影响,并且可以考虑由于子导线振动差异导致的相互拉扯效应。     

输电线路导线微风振动在线监测技术研究

主要研究输电线路微风振动在线监测技术,对微风振动的机理和危害进行了阐述,并对输电线路导线微风振动在线监测技术的系统结构进行了研究,着重介绍了微风振动测量前端和杆塔主机以及后台系统的结构和主要功能以及运行过程,并对后台系统的程序语言进行了研究,旨在为国家输电线路的安全运行提供帮助。     

安装防振锤的分裂导线自由振动的有限元计算

提出了大跨越分裂导线的一种新型三维有限元模型,它可以直接处理安装防振锤的子导线.针对导线运动的小应变和小转角特点,结合间隔棒对导线的约束关系,推导建立了单元质量和刚度矩阵.应用获得的公式体系对实际大跨越分裂导线进行了自由振动计算,与实测结果比较,表明本文的方法和结果可靠、有效.     

大跨越导线在局部激励下微风振动的波动特性

微风振动常造成架空导线疲劳断股断线、金具脱落等破坏.考虑大跨越导线所处风场的切变特性,采用局部激励模型研究大跨越导线的微风振动机理,建立了长柔导线在档内任意局部位置激励下的动力学模型,基于导线系统的小阻尼特性,得到了局部周期激励下长柔导线波动的格林函数解;依据振动波沿展向的衰减特性,将导线内的波动过程分为驻波振动、行波...     

特高压交流工程用套环对导线微风振动的影响

特高压交流线路部分耐张串屏蔽环采用套环的结构形式,可避免特殊条件下耐张串引流线与屏蔽环产生接触和摩擦.为研究套环对分裂导线微风振动的影响,设计相应的分裂导线微风振动模拟试验,将套环安装在特高压线路中应用较为广泛的8×JL/G1A-630/45-45/7导线上,利用能量平衡法对所测试验数据进行计算,求得在能量平衡条件下导...     

结冰分裂导线舞动振幅分析

针对结冰分裂导线舞动问题,从功能的角度提出了一种舞动振幅的分析方法。导出了舞动振幅经历一个周期增量的表达式。所导出的舞动振幅增量的表达式说明了作用在结冰分裂导线上的气动力的各项在舞动振幅不同阶段的作用。得到的结论是:当舞动的振幅较小时,气动力中常数项与线性项的功是气动力总功中的主要部分;当舞动的振幅为中等时,气动力中常数项与线性项的功与非线性项的功在气动力总功中的比例相近;当舞动的振幅为较大时,气动力中非线性项的功在气动力总功中的比例大于常数项与线性项的功在气动力总功中的比例。     

覆冰四分裂导线舞动数值模拟研究

用Hamilton变分原理建立动力学平衡方程,利用罚函数法引入各子导线上间隔棒连接点之间的运动约束条件,获得覆冰四分裂导线动力方程。方程采用Newmark法进行时间积分,Newton-Raphson迭代法求解。通过数值算例验证方法的正确性。利用由风洞试验获得的覆冰四分裂导线空气动力系数,通过数值模拟获得初始攻角、风速和档距等对覆冰四分裂导线舞动的影响规律。结果表明,考虑作用于各子导线上空气动力载荷的不同对舞动幅值有明显影响;初始攻角的大小是诱发舞动的关键因素;舞动幅值随风速和档距的增大而增大。     

连续档覆冰八分裂导线舞动特征数值模拟研究

利用非线性有限元方法建立多档覆冰八分裂导线的数值模型,模拟研究线路在不同参数下的舞动。基于导线动力特性和舞动特征,分析连续档线路在不同风速、档距、档数下的舞动模式、频率特性、振动幅值和轨迹,并与孤立档线路的舞动特性进行比较。结果表明,连续档线路各档的舞动特征有明显差异,且连续档线路与孤立档线路之间也存在较大差别,故在研究导线舞动防治技术时应把这些差异考虑在内。     

双分裂导线间隔棒防舞数值模拟研究

采用ABAQUS软件建立三角形及垂直排布三相双分裂线路有限元模型,对安装的间隔棒舞动防治效果进行模拟研究。模拟安装间隔棒前后线路在稳定风场及随机风场中的舞动响应;通过对比分析稳定风与随机风作用下导线位移响应及运动轨迹说明研究间隔棒防舞效果时考虑随机风场的必要性。基于随机风场中安装的间隔棒前后导线动力响应幅值,分析间隔棒对三角形、垂直排布双分裂线路舞动防治效果。     

覆冰四分裂导线空气动力系数数值模拟

利用Fluent流体动力学分析软件计算典型覆冰四分裂导线在特定风速下的绕流问题,所得各覆冰子导线空气动力系数随风攻角变化曲线与由风洞试验所得规律一致。基于数值模拟和风洞试验所得气动系数确定的Den Hartog系数与Nigol系数随风攻角的变化结果吻合。利用由数值模拟和风洞试验获所得气动参数,采用Abaqus有限元软件模拟典型线路段的舞动,通过舞动特性分析比较发现,利用该两组气动系数模拟得到的导线舞动特性一致,表明采用数值模拟方法确定覆冰导线的空气动力系数可用于模拟覆冰导线舞动。     

无风环境下振动薄平板断面的非线性气动效应研究

基于随机拉格朗日-欧拉(ALE)法和弱耦合方法,建立了断面风振响应计算的数值模型.提出了无风环境下振动断面的气动力数学表达式,模拟了薄平板断面在无风环境下的自由振动响应,进而计算了断面的非线性振动频率和阻尼比.结果 表明:提出的气动力模型能够有效的描述无风环境下作用在振动断面上的非定常气动力;无风环境下振动中的主梁断面...     

高压降迷宫套筒组合调节阀涡激振动仿真研究

针对高压降类调节阀涡激振动现象,设计多通道迷宫盘片和多级套筒组合高压降调节阀。基于计算流体动力学(CFD)和流固耦合模态分析法,计算调节阀内部瞬态流场及结构模态,得到其三种典型开度的流体流动情况,升力系数时域和频域特性曲线,以及模态频率和模态振型。分析结果表明:4 s时刻,随调节阀开度减小,流体最大流速相应减小,第四级套筒外部流道区域的大涡逐渐形成小涡。调节阀全开时流体升力系数波动比70%和40%开度时更为剧烈,一阶模态频率、二阶模态频率均随开度的增大而增大。调节阀模态频率没有落在漩涡脱落主频率范围内,调节阀不会发生涡激振动锁定现象。     

Predicting dust emissions – Experimental study compared to coupled DEM/CFD simulations using a reference test bulk material

The awareness of dust emissions is crucial regarding safe industrial processes, environmental protection and health care. For this purpose, closely linked experimental and numerical investigations are performed. This work presents the results of an experimental study which is used for the calibration of a modelling framework based on the Discrete Element Method (DEM) coupled with Computational Fluid Dynamics (CFD) and applied for the calculation of dust emissions for predictive purposes. The key objective of the approach is to come up with a dust source term which enables to describe and to quantify the release of particle emissions. For the presented experimental study, a wind tunnel and a rotating drum setup, which cover various handling types of bulk materials, are used in order to gain data about parameters having an impact on the dust release. The special feature of the investigations is the use of a reference test bulk material which represents a bulk material in its generally main fractions, the fine and the coarse material, keeping the discrepancy between experiments and simulations low. With the help of the experimental results the calibration of the simulation model was carried out and followed by a comparison.     

基于风洞试验和数值模拟的双矩形断面涡振气动干扰研究

采用节段模型风洞试验和CFD数值模拟对宽高比为5∶1的双幅矩形断面涡振气动干扰进行了研究。分析了不同水平间距对双矩形断面竖弯和扭转涡振响应的影响。在水平间距比为1.2时进行了动态压力测试,并分别对竖弯和扭转涡振风速下的脉动风压场进行POD分析。结果表明双矩形断面间存在显著的气动干扰,且一般而言下游断面的涡振响应大于上游断面。前两阶本征模态与双矩形断面涡振相关联,由前两阶本征模态可重构脉动风压场。CFD数值模拟的结果表明双矩形断面的涡振符合\"撞击剪切层失稳机制\",且一个周期内上游断面下风向以及下游断面上风向区域的流动变化较为显著。CFD模拟与POD分析的结果相符合,两者相结合可用于分析双矩形断面的涡振现象。     

离心泵流体激励力的研究：蜗壳部分

研究了叶轮转动过程中离心泵蜗壳所受流体激励力。基于CFD计算了离心泵叶轮转动过程中的瞬态内流场,而后积分得出蜗壳内表面三个方向上流体激励合力并进行频谱分析,最后运用九次多项式拟合、傅立叶级数与分段多项式拟合分别建立叶轮单周转动各向流体合力数学模型。结果表明：蜗壳所受出口方向、进口方向与垂直于进出口方向的流体激励力以叶片通过频率为基频波动,且波动幅值依次减小,波谷均出现于叶片通过蜗舌时;采用三段多项式拟合所建的数学模型与原始波形有最小的偏差,并且具有较低阶次     

Design of an optimized ECCA microchannel for particle manipulation utilizing dean flow coupled elasto-inertial method

In this paper, an Eulerian-Lagrangian simulation was conducted to achieve optimal Expanded-Contracted Cavity Arrays microchannel. First, a new code was developed to solve the viscoelastic flow field, and then the particles were solved by adding appropriate forces to the OpenFOAM Lagrangian solver. This code was then validated for both Eulerian and Lagrangian models. Subsequently, the effect of different parameters such as flow rate, distance from the inlet, cavity depth and distance, and particle size were also studied to obtain the proper geometry for particle focusing. Finally, the selected channel was integrated with a straight channel to separate 4.8 and 13 μm particles. The results of current research can be used to find a proper design of an Expanded-Contracted Cavity Arrays channel to achieve precise focusing and efficient, continuous, and sheathless particle/cell separation, which is much worthy for applications such as high-speed cytometry, cell counting, sorting, and many biological applications.     

基于CFD与ADAMS的三角转子气动机设计与仿真

针对采用高压天然气井井下节流降压工艺时存在浪费天然气压力能的现象,提出了利用三角转子气动机将高压天然气压力能转化为机械能驱动发电机发电的思路。首先,借鉴传统三角转子发动机结构特点,对三角转子气动机进行了总体结构设计并提出全新的降压方案;然后,利用CFD （computational fluid dynamics,计算流体动力学）数值模拟方法对气动机内部流场进行了数值模拟;最后,利用ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析)软件对三角转子气动机机械系统进行了运动学与动力学仿真,运用赫兹接触理论校核了径向密封片与气缸的接触强度,利用ABAQUS分析软件校核了缸体耐压强度。仿真结果表明,第1级气动机设计合理,第2级气动机的设计存在缺陷,将第2级气动机入口温度从343 K提高到353 K后,解决了气缸中因压力、温度下降产生水合物的问题。仿真结果为后续三角转子气动机的深入研究提供了新思路。