特高压输电塔龙卷风荷载特性的数值模拟

作     者：张顺 王振国 姜文东 徐枫 段忠东 ZHANG Shun;WANG Zhenguo;JIANG Wendong;XU Feng;DUAN Zhongdong

作者机构：哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014 国网浙江省电力有限公司浙江杭州310007 

出 版 物：《中国电力》 (Electric Power)

年 卷 期：2023年第56卷第10期

页      面：153-163页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国网浙江省电力有限公司科技项目(5211DS220006) 

主　　题：龙卷风 输电塔 地表粗糙 风荷载 CFD数值模拟 

摘      要：采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟方法研究了龙卷风作用下特高压输电塔的风荷载特性。通过建立龙卷风风场的CFD数值模型,验证了龙卷风风场结构的合理性。进一步建立特高压输电塔的精细化数值模型,重点分析了风场中不同位置和不同风向角下输电塔各塔段的体型系数。研究结果表明:输电塔上部第1~4塔段在距离龙卷风风场中心1.5D(D为核心半径)处所受风荷载最大,下部第5~9塔段在距离龙卷风风场中心1.0D处所受风荷载最大;输电塔整体在距离龙卷风风场中心1.0D处所受风荷载最大。随着与龙卷风中心距离的增大,输电塔整塔横向风载系数最不利风向角从60°增大至90°,纵向风载体型系数最不利风向角在0°~30°范围内变化。在距离风场中心1.0D和1.5D处,输电塔整塔风载体型系数模拟值要大于规范值。