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考虑冰风耦合作用的输电导线脱冰动张力及参数影响分析

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高电压技术 2022年第3期48卷 1052-1059页

作者：楼文娟张跃龙徐海巍浙江大学结构工程研究所杭州310058

导线覆冰脱冰过程产生的动张力可能会导致断线及倒塔等事故发生,从而危及电力传输。导线脱冰引发的最大动张力,不仅由冰载的突然释放决定,还可能受到风的耦合影响,特别是对于大风区输电线路。为此研究了风的作用(包括水平和竖向脉动风荷... 详细信息

导线覆冰脱冰过程产生的动张力可能会导致断线及倒塔等事故发生,从而危及电力传输。导线脱冰引发的最大动张力,不仅由冰载的突然释放决定,还可能受到风的耦合影响,特别是对于大风区输电线路。为此研究了风的作用(包括水平和竖向脉动风荷载)和脱冰对导线动张力的耦合影响。通过高频天平测力风洞试验获得了不同厚度新月形覆冰导线的气动力系数。开展了某实际高压输电线路脱冰动力响应的仿真分析,研究风攻角、风速及冰厚等参数对导线脱冰最大动张力的影响。提出了考虑冰风联合作用的动张力风载放大系数μ,并分析了该系数的参数敏感性,在此基础上给出了导线脱冰最大张力的计算式,可供设计应用。研究表明:风载对导线脱冰动张力的影响很大程度上取决于风攻角,风速和冰厚;忽略风载和脱冰的耦合效应会导致导线脱冰最大动张力的低估,尤其是在70°~150°风攻角下;提出的动张力放大系数μ能够考虑风载对脱冰动张力的影响,弥补了现有规范中关于导线脱冰张力计算上的不足。

关键词：输电线路覆冰导线脉动风荷载脱冰动张力

基于小样本机器学习的矩形截面高层建筑风荷载体型系数预测

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建筑结构学报 2023年第11期44卷 137-145页

作者：徐海巍陈加淦沈国辉陈水福浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

为研究小样本训练集下机器学习矩形截面高层建筑整体风压预测效果,应用多种经典机器学习方法对建筑基底整体风荷载体型系数进行了预测模型的训练与测试。比较了不同机器学习方法训练得到的模型预测精度差异,并提出基于二阶集成的广义回... 详细信息

为研究小样本训练集下机器学习矩形截面高层建筑整体风压预测效果,应用多种经典机器学习方法对建筑基底整体风荷载体型系数进行了预测模型的训练与测试。比较了不同机器学习方法训练得到的模型预测精度差异,并提出基于二阶集成的广义回归网络。经测试表明,基于该方法训练得到的预测模型具有良好的精度及鲁棒性。利用该预测模型预测了矩形截面高层建筑基底的顺风向和横风向最大体型系数随着长宽比的变化规律。预测结果表明,顺风向体型系数随长宽比增大先增大后减小,最大值出现在长宽比为2左右,而当长宽比大于4后基本稳定在约1.35;而横风向体型系数最不利值分布在0.35~1.10之间,且随长宽比增大呈增大趋势。

关键词：高层建筑矩形截面风荷载体型系数机器学习集成广义回归网络

基于小样本机器学习的矩形截面高层建筑整体风压预测

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建筑结构学报 2022年

作者：徐海巍陈加淦沈国辉陈水福浙江大学建筑工程学院

针对不同长宽比矩形截面高层建筑的小样本集风洞试验数据，本文应用多种经典机器学习方法对建筑基底整体风荷载体型系数进行了预测模型的训练与测试。比较了不同机器学习方法训练得到的模型预测精度差异，并提出基于二阶集成的广义回归... 详细信息

针对不同长宽比矩形截面高层建筑的小样本集风洞试验数据，本文应用多种经典机器学习方法对建筑基底整体风荷载体型系数进行了预测模型的训练与测试。比较了不同机器学习方法训练得到的模型预测精度差异，并提出基于二阶集成的广义回归网络。经测试表明基于该方法训练得到的预测模型具有良好的精度及鲁棒性。利用该预测模型预测了矩形截面高层建筑基底的顺风向和横风向最大体型系数随着长宽比的变化规律。预测结果表明顺风向体型系数随长宽比增大先增大后减小，最大值出现在长宽比为2左右，而当长宽比大于4后基本稳定在1.35上下。而横风向体型系数最不利值分布在0.9～1.1之间，且随长宽比增大呈先减小后增大趋势。本文相关研究成果可供高层结构抗风设计参数。

关键词：高层建筑矩形截面整体体型系数机器学习集成广义回归网络

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大跨柔性光伏支架结构风压特性及风振响应

哈尔滨工业大学学报 2022年第10期54卷 67-74页

作者：杜航徐海巍张跃龙楼文娟浙江大学建筑工程学院杭州310058

大跨柔性光伏支架结构因具有良好的场地适应性和经济性而得到越来越多的应用。为完善此类光伏支架结构的抗风设计方法,通过对一种可变倾角的大跨柔性光伏支架结构进行刚性模型风洞测压试验,研究了光伏组件板面的平均风压和脉动风压系数... 详细信息

大跨柔性光伏支架结构因具有良好的场地适应性和经济性而得到越来越多的应用。为完善此类光伏支架结构的抗风设计方法,通过对一种可变倾角的大跨柔性光伏支架结构进行刚性模型风洞测压试验,研究了光伏组件板面的平均风压和脉动风压系数在不同风向角和倾角组合下的分布特性以及全风向角下组件的极值风压变化规律,并给出了典型风向角下的脉动风压功率谱图。在此基础上,结合光伏组件的风压分布特点,采用ANSYS有限元软件仿真研究了该种柔性支撑光伏支架的风振响应并进一步计算得到了相应的风振系数。研究结果表明:在0°和180°风向角下,平均风压系数沿来流方向梯度分布且绝对值迅速衰减;随着风向角的增大,风压系数绝对值的最大值出现位置由迎风前缘向迎风端角部附近移动;光伏板面脉动风压分布与平均风压分布趋势类似;相比结构位移响应,钢索张力响应对风速变化不敏感,顺风向和竖向位移风振系数在U=8 m/s取得极大值,其值为2.11和1.98。本文可为光伏结构的抗风设计提供参考。

关键词：柔性光伏支架刚性模型测压试验风压分布位移响应风振系数

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考虑时变气象参数的输电导线覆冰数值仿真

哈尔滨工业大学学报 2022年第11期54卷 11-21,77页

作者：王强楼文娟徐海巍王礼祺浙江大学建筑工程学院杭州310058

近年来输电线路覆冰灾害频发,给电网运行带来了极大威胁。现有研究大多未考虑时变气象条件对导线覆冰所产生的影响。为对线覆冰增长情况进行有效预测,给输电线路融冰除冰和舞动预警提供重要参考。本文基于导线覆冰机理和欧拉气液两相流... 详细信息

近年来输电线路覆冰灾害频发,给电网运行带来了极大威胁。现有研究大多未考虑时变气象条件对导线覆冰所产生的影响。为对线覆冰增长情况进行有效预测,给输电线路融冰除冰和舞动预警提供重要参考。本文基于导线覆冰机理和欧拉气液两相流模型,提出了考虑时变气象参数时变影响下的输电线路导线覆冰数值仿真方法。在此基础上建立了基于FLUENT和FENSAP-ICE软件的导线覆冰增长数值模拟框架,利用三维仿真模型,研究了温度、风速、空气中的液态水含量、水滴中值体积直径等时变气象参数和导线直径等因素对输电线路导线覆冰质量及覆冰形状的影响,结果表明导线覆冰形状受风速、过冷却水滴中值体积直径、空气中的液态含水量和导线直径影响较大,受温度影响较小。最终利用真实输电线路现场覆冰监测数据以及相应的气象数据对仿真计算方法的有效性进行了验证。预测结果与输电线路覆冰监测结果吻合度较好,考虑时变气象参数的方法比不考虑时变参数的方法更能有效地预测导线实时覆冰形状和质量,表明本文提出的导线覆冰仿真方法具有较好的精度。

关键词：输电线路导线覆冰数值模拟气象参数时变

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L型廊道双层幕墙风荷载CFD模拟研究

低温建筑技术 2023年第7期45卷 77-81页

作者：何鑫徐海巍浙江大学建筑工程学院杭州310058

双层幕墙因为更好的绿色、环保性能,应用越来越广泛,但目前规范鲜有设计双幕墙风荷载取值。为研究L型廊道双层幕墙风荷载情况,文中基于FLUENT计算流体力学软件,分别采用雷诺时均模拟(RANS)和大涡模拟(LES)进行模拟,并与风洞试验结果对比... 详细信息

双层幕墙因为更好的绿色、环保性能,应用越来越广泛,但目前规范鲜有设计双幕墙风荷载取值。为研究L型廊道双层幕墙风荷载情况,文中基于FLUENT计算流体力学软件,分别采用雷诺时均模拟(RANS)和大涡模拟(LES)进行模拟,并与风洞试验结果对比,结果表明LES模拟要明显优与RANS模拟。对于迎风面的廊道内压系数平均值,大涡模拟预测结果较好,误差在5%以内,侧风面误差在15%以内。廊道内脉动风压系数,大涡模拟可以反应整体趋势,外幕墙净风压的预测,大涡模拟(LES)无论是风压平均值还是脉动值均有良好的效果。

关键词：双层幕墙数值模拟大涡模拟雷诺时均模型

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开孔结构内压脉动影响因子的试验研究

浙江大学学报（工学版） 2014年第3期48卷 487-491,560页

作者：徐海巍余世策楼文娟浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

为了准确描述开孔结构内压脉动响应过程,将不同内压脉动预测公式进行比较,对不同开孔尺寸和内部容积模型进行风洞试验,研究了湍流度、来流风速和开孔位置对开孔结构内压脉动响应的影响,并探讨不同预测公式的适用性.研究结果表明:开孔迎... 详细信息

为了准确描述开孔结构内压脉动响应过程,将不同内压脉动预测公式进行比较,对不同开孔尺寸和内部容积模型进行风洞试验,研究了湍流度、来流风速和开孔位置对开孔结构内压脉动响应的影响,并探讨不同预测公式的适用性.研究结果表明:开孔迎风时内压脉动较大,而斜风向下内外压脉动均方根比达到最大;孔口处湍流强度对内压脉动影响显著,而风速对内压均方根影响并不显著;迎风墙面中心开孔相比偏心开孔具有更大的内压均值和均方根.

关键词：开孔结构内压赫姆霍茨效应内外压均方根比

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台风天气山区地貌某线路跳线风偏事故分析

高电压技术 2023年第4期49卷 1507-1514页

作者：陈科技卞荣周为政楼文娟徐海巍国网浙江省电力有限公司经济技术研究院杭州310008 浙江大学建筑工程学院杭州310058

以某500 kV发生绕引跳线风偏事故的实际线路为研究对象,对跳线及其相连导线建立精细化有限元模型。在平坦地形下利用谐波叠加法模拟了6种湍流度的脉动风场,并由大涡模拟获得考虑真实山区微地形影响的台风脉动风场,分别计算这7种脉动风... 详细信息

以某500 kV发生绕引跳线风偏事故的实际线路为研究对象,对跳线及其相连导线建立精细化有限元模型。在平坦地形下利用谐波叠加法模拟了6种湍流度的脉动风场,并由大涡模拟获得考虑真实山区微地形影响的台风脉动风场,分别计算这7种脉动风场下的跳线风偏响应峰值因子、均方根、风偏位移极值等参数,分别分析了台风下微地形及湍流强度对跳线风偏的影响。跳线风偏形态表明,绕引跳线风偏危险点在跳线1/4跨处,而不是跳线绝缘子串挂点处。跳线风偏位移受台风期间高湍流度影响显著,跳线风偏响应与来流湍流强度几乎线性相关,据此给出了风偏位移拟合公式。在山区微地形环境下,风场受地势抬升、狭道效应等真实微地形影响,平均风速显著增大;微地形下相比更大湍流度的平地工况,跳线风偏位移仍有明显增加,跳线距塔身最小间隙仅0.65 m,小于规范最小绝缘间隙1.2 m;大涡模拟结果显示该山地微地形环境可按1.5倍修正绕引跳线10 m高度设计风速,即提升跳线设计风速至40 m/s,可满足该线路跳线防风偏要求。

关键词：跳线风偏山区地貌大涡模拟事故分析微地形

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开孔结构内压共振效应的风洞试验方法

土木工程学报 2013年第11期46卷 8-14页

作者：徐海巍余世策楼文娟浙江大学浙江杭州310058

为准确测得单一开孔建筑内压脉动响应,采用相似性准则推导出模型内部容积应该按照原型和模型风速比的平方进行调节的结论。通过在转盘底部增加大容积空腔来实现对不同模型内部容积的调节。对不同开孔下某厂房模型分别在容积调整前后进... 详细信息

为准确测得单一开孔建筑内压脉动响应,采用相似性准则推导出模型内部容积应该按照原型和模型风速比的平方进行调节的结论。通过在转盘底部增加大容积空腔来实现对不同模型内部容积的调节。对不同开孔下某厂房模型分别在容积调整前后进行风洞试验并将模型试验结果与原型数值解进行比较,考察了底部空腔与模型连接处连通口大小对试验结果的影响。研究结果表明:如果不对模型容积进行调整会高估结构的Helmholtz频率,而低估开孔阻尼比。采用上述模型内部容积调节方法则可以在风洞试验中准确测定内压脉动。底部空腔与模型连接处开孔较小时会形成双腔共振,导致所测得的内压脉动均方根偏大。随着连通开口的增大,双自由度振动将逐渐减弱并转变为单自由度振动体系。

关键词：开孔结构 Helmholtz效应风洞试验内部容积调节