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考虑尾流效应的风力机组输出功率和疲劳性能模拟

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空气动力学学报 2022年第4期40卷 210-219页

作者：张建左浩然元国凯朱松晔香港理工大学土木及环境工程学系中国香港九龙红磡中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广州510663

上游风力机旋转引起的尾流效应会对下游风力机的输出功率和疲劳特性产生显著影响。本文选用美国国家可再生能源实验室开发的FAST.Farm开源程序,基于准稳态条件下雷诺平均Navier-Stokes薄剪力层近似解,研究了不同布局情况下处于尾流场风... 详细信息

上游风力机旋转引起的尾流效应会对下游风力机的输出功率和疲劳特性产生显著影响。本文选用美国国家可再生能源实验室开发的FAST.Farm开源程序,基于准稳态条件下雷诺平均Navier-Stokes薄剪力层近似解,研究了不同布局情况下处于尾流场风力机的功率特性和疲劳性能。结果表明,尾流场中平均风速与湍流强度的变化规律不一致。尾流场中风力机的输出功率与风速变化相对应,随着距离增加呈现单调增长的趋势。参考乌鲁木齐和西宁两地的实测风速概率分布曲线,确定了叶根和塔底位置的疲劳寿命。叶片在低风速区间,风速损失对疲劳性能的影响程度相比于湍流强度的影响更为明显。因此,对于水平面内不同布局,处于尾流场中的风力机的叶片疲劳性能有一定程度的改善,但在(X=4.0D,Y=0D)位置处疲劳寿命出现明显缩短。相比于叶片而言,水平面内不同位置(除Y=1.5D平面外),塔底疲劳寿命均存在不同程度的衰减。上述结论可为大型风电场布局设计和优化布置提供理论依据和设计参考。

关键词：尾流效应风速分布湍流强度输出功率疲劳性能

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大跨越输电塔线体系风振控制研究

建筑结构学报 2003年第4期24卷 60-64,75页

作者：邓洪洲朱松晔陈亦王肇民同济大学建筑工程系上海200092

本文通过模型风洞试验和对江阴大跨越输电塔线体系风振控制设计计算,研究了大跨越输电塔线体系动力特性和风振控制。通过悬挂水箱、粘弹性阻尼摆和悬挂水箱加粘弹性阻尼摆组合控制三种制振方案的气弹模型风洞试验研究,验证了设置振动控... 详细信息

本文通过模型风洞试验和对江阴大跨越输电塔线体系风振控制设计计算,研究了大跨越输电塔线体系动力特性和风振控制。通过悬挂水箱、粘弹性阻尼摆和悬挂水箱加粘弹性阻尼摆组合控制三种制振方案的气弹模型风洞试验研究,验证了设置振动控制装置可有效地减小大跨越输电塔的风振响应,为江阴大跨越工程风振控制设计及应用提供了依据。最后,对正在建设中高346.5m的江阴大跨越输电塔线体系进行风振控制设计,提出用调频质量阻尼器(TMD)和粘弹性阻尼器(VED)的控制方案,理论计算表明具有较好控制效果。

关键词：输电塔风振控制气弹模型风洞试验风荷载风振响应

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大跨越输电塔线体系气弹模型风洞试验

同济大学学报（自然科学版） 2003年第2期31卷 132-137页

作者：邓洪洲朱松晔陈晓明王肇民同济大学建筑工程系上海200092

以建设中世界最高输电铁塔——— 346 .5m高、5 0 0kV江阴大跨越塔为工程背景 ,通过气弹模型风洞试验 ,对大跨越输电塔线体系动力特性和风振响应进行了研究 .采用外形、质量、刚度分离的处理方法设计了大跨越塔模型 ,塔线体系为两塔三... 详细信息

以建设中世界最高输电铁塔——— 346 .5m高、5 0 0kV江阴大跨越塔为工程背景 ,通过气弹模型风洞试验 ,对大跨越输电塔线体系动力特性和风振响应进行了研究 .采用外形、质量、刚度分离的处理方法设计了大跨越塔模型 ,塔线体系为两塔三段线模型 .用自由振动法测得单塔和塔线体系的自振频率和阻尼比 ,进行了多个风速下单塔、塔线体系在均匀流场和紊流场中的风洞试验 .通过对试验结果的分析 ,揭示了大跨越输电塔线体系动力特性和风振响应特点。

关键词：大跨越输电塔线体系气弹模型风洞试验风振响应力动力特性自振频率阻尼比抗风设计

人行天桥结构振动舒适度定量化与振动特性实测研究

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振动工程学报 2013年第4期26卷 545-553页

作者：冯鹏金飞飞叶列平朱松晔清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 香港理工大学土木与环境工程系

人行天桥的结构设计中影响行人舒适度的动力特性指标主要有自振频率和受激励时的振动加速度,但实测数据较少。以北京21座正在使用中的人行桥为调查对象,对人行桥进行加速度时程测量的同时,随机对通行行人进行关于通行舒适度的问卷调查,... 详细信息

人行天桥的结构设计中影响行人舒适度的动力特性指标主要有自振频率和受激励时的振动加速度,但实测数据较少。以北京21座正在使用中的人行桥为调查对象,对人行桥进行加速度时程测量的同时,随机对通行行人进行关于通行舒适度的问卷调查,共获得1 053份调查问卷。还在无行人干扰的情况下,对各人行桥进行了多种行人工况下的动力反应实测。通过对实测数据的分析,研究了行人激励下最大加速度与均方根加速度的相关关系、单人行走激励反应与人群行走激励反应的关系、人行桥自振频率与跨度的关系。结合问卷调查结果,定义了行人有感系数和舒适度系数,分别研究了这两个定量化的振动舒适度指标与自振频率的相关关系和与峰值加速度的相关关系。研究发现,这两个指标与人行桥一阶竖向自振频率相关性并不强,而与峰值加速度间有较明确对应关系,并拟合得到了有感系数-峰值加速度相关曲线和舒适度系数-峰值加速度相关曲线。从而可对人行天桥的振动舒适程度进行定量表达,并与结构的加速度反应建立了对应关系。以上结果为人行桥的振动舒适性的基于性能设计提供了基础。

关键词：人行天桥自振频率舒适度系数峰值加速度有感系数

考虑叶片桨距角和干扰效应的大型风力机体系风致效应研究

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太阳能学报 2021年第6期42卷 280-288页

作者：柯世堂王晓海王同光朱松晔南京航空航天大学土木工程系南京210016 南京航空航天大学江苏省风力机设计高技术研究重点实验室南京210016 香港理工大学土木及环境工程学系香港999077

以某5 MW大型风力机为对象,首先基于大涡模拟(LES)技术进行考虑不同叶片桨距角影响的大型风力机体系非定常流场和气动力模拟,并与规范及实测结果进行对比,验证大涡模拟的有效性。在此基础上,结合有限元方法系统分析不同叶片桨距角下风... 详细信息

以某5 MW大型风力机为对象,首先基于大涡模拟(LES)技术进行考虑不同叶片桨距角影响的大型风力机体系非定常流场和气动力模拟,并与规范及实测结果进行对比,验证大涡模拟的有效性。在此基础上,结合有限元方法系统分析不同叶片桨距角下风力机塔架-叶片耦合体系的动力特性、风振响应、屈曲稳定性能和极限承载能力。研究表明:0°叶片桨距角下塔架显著干扰区段迎风面0°处出现负压,叶片顺风向位移响应极值最大值为3.98 m。随着叶片桨距角的增大,塔顶径向位移、各叶片顺风向位移和叶根剪力的均值和均方差均呈逐渐减小的趋势,且叶片桨距角在30°~50°范围内出现显著变化。叶片桨距角为0°时风力机体系风致响应最为不利,当叶片桨距角为90°时,体系屈曲性能和极限承载力最为不利。

关键词：风力机大涡模拟风振响应叶片桨距角气动力分布稳定性能

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专栏评述:工程结构减震与隔震

工程科学与技术 2023年第5期55卷 1-1页

作者：戴靠山吴小宾吴体朱松晔王斌四川大学土木工程系四川成都610207 中国建筑西南设计研究院有限公司四川成都610041 四川华西集团有限公司四川成都610081 香港理工大学土木及环境工程系中国香港999077

中国是多地震国家,近年来,四川省乃至整个西南地区破坏性的地震频繁发生。2021年9月实施的《建设工程抗震管理条例》指出,位于高烈度设防地区、地震重点监视防御区的新建学校、幼儿园、医院、养老机构、应急指挥中心、应急避难场所等公... 详细信息

中国是多地震国家,近年来,四川省乃至整个西南地区破坏性的地震频繁发生。2021年9月实施的《建设工程抗震管理条例》指出,位于高烈度设防地区、地震重点监视防御区的新建学校、幼儿园、医院、养老机构、应急指挥中心、应急避难场所等公共建筑应当采用隔震减震技术,保证发生本区域设防地震时能够满足正常使用要求;鼓励在除规定以外的建设工程中采用隔震减震等技术,以提高抗震性能。2022年9月,四川省甘孜藏族自治州泸定县发生的6.8级地震,造成数百人的伤亡和上万间房屋受损。在此背景下,为总结报道当前工程结构减震与隔震研究领域内的创新性研究成果与工程实践经验,促进相关科研成果交流,《工程科学与技术》期刊于2022年11月开设“工程结构减震与隔震”专栏,经过征稿、自由投稿、专家审稿等环节,于本期以专栏形式发表首批5篇学术论文,作者分别来自四川大学、同济大学、中国地震局工程力学研究所等单位。

关键词：应急避难场所应急指挥中心结构减震公共建筑力学研究所工程抗震科研成果中国地震局

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大跨越输电塔线体系动力特性及风振响应

建筑结构 2004年第7期34卷 25-28,10页

作者：邓洪洲朱松晔王肇民同济大学建筑工程系上海200092

以正在建设中的世界第一高 3 46 5m的输电塔———江阴大跨越为工程背景 ,建立了考虑输电线、绝缘子和塔架耦合的两塔三段线分析模型 ,用非线性有限元分析方法对大跨越塔线体系进行了风振响应分析 ,并进行了气动弹性模型风洞试验。通过... 详细信息

以正在建设中的世界第一高 3 46 5m的输电塔———江阴大跨越为工程背景 ,建立了考虑输电线、绝缘子和塔架耦合的两塔三段线分析模型 ,用非线性有限元分析方法对大跨越塔线体系进行了风振响应分析 ,并进行了气动弹性模型风洞试验。通过理论计算和试验研究 ,指出输电线对塔架的自振频率影响较小 ,而结构体系风振响应分析则应考虑塔线耦合影响。

关键词：大跨越输电塔线体系动力特性风振响应气动弹性模型风洞试验

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大跨越输电塔线体系风振控制

电力建设 2002年第8期23卷 30-33,37页

作者：邓洪洲朱松晔王肇民同济大学上海市200092

大跨越输电塔线体系是由导线和输电杆塔构成的结构体系。文章根据大跨越塔线体系的动力特性、塔架的振动特点 ,建立了考虑导线、绝缘子和塔架 3种构件组成的塔线耦合体系的非线性计算模型 ,并进行了动力特性分析。研究采用调频质量阻尼... 详细信息

大跨越输电塔线体系是由导线和输电杆塔构成的结构体系。文章根据大跨越塔线体系的动力特性、塔架的振动特点 ,建立了考虑导线、绝缘子和塔架 3种构件组成的塔线耦合体系的非线性计算模型 ,并进行了动力特性分析。研究采用调频质量阻尼器 (TMD)以控制塔架第一振型振动 ,采用多个粘弹性阻尼器 (VED)用于增大塔线体系阻尼 ,减小塔线体系振动。两者联合对大跨越输电塔线体系进行风振控制 ,可使其响应最大值减小 10 %～ 2 0 %。

关键词：大跨越振动控制塔线体系

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大跨越输电塔线体系风振控制风洞试验

同济大学学报（自然科学版） 2003年第9期31卷 1009-1013页

作者：邓洪洲朱松晔苏速王肇民同济大学建筑工程系上海200092

以建设中的500 kV江阴大跨越输电塔为工程背景,通过气弹模型风洞试验,对大跨越输电塔线体系风振控制进行了研究。设计了悬挂水箱质量摆、阻尼棒质量摆及二者组合控制等3种控制方案,进行了塔线体系有无控制装置的动力特性测试和紊流场多... 详细信息

以建设中的500 kV江阴大跨越输电塔为工程背景,通过气弹模型风洞试验,对大跨越输电塔线体系风振控制进行了研究。设计了悬挂水箱质量摆、阻尼棒质量摆及二者组合控制等3种控制方案,进行了塔线体系有无控制装置的动力特性测试和紊流场多种风速下风振响应试验。通过模型的阻尼比和风振响应方差分析,验证了振动控制的有效性,为实际工程风振控制设计提供了依据。

关键词：大跨越输电塔线体系模型风洞试验风振控制