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4分裂導(dǎo)線風(fēng)洞試驗(yàn)中跨度折減法的適用性研究

2022-04-04 16:48劉慕廣劉成謝壯寧鄒云峰
振動(dòng)工程學(xué)報(bào) 2022年1期
關(guān)鍵詞:風(fēng)洞試驗(yàn)湍流脈動(dòng)

劉慕廣 劉成 謝壯寧 鄒云峰

摘要:跨度折減法通過(guò)系數(shù)y縮小導(dǎo)線的跨度,在輸電塔線系統(tǒng)風(fēng)洞試驗(yàn)中應(yīng)用廣泛,但其對(duì)4分裂導(dǎo)線的適用性尚未澄清?;?分裂導(dǎo)線氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn),對(duì)比研究了不同跨度折減系數(shù)的兩模型與正??s尺模型的氣動(dòng)力和功率譜特性,并進(jìn)一步探討了湍流度和風(fēng)向的影響。結(jié)果表明:導(dǎo)線風(fēng)振響應(yīng)中含有高階振型,且氣動(dòng)力的平均值和脈動(dòng)值隨風(fēng)速的增加均呈現(xiàn)非線性增大的趨勢(shì)。湍流會(huì)增大導(dǎo)線氣動(dòng)力的平均值和脈動(dòng)值,增大跨度折減模型與正??s尺模型氣動(dòng)力均值問(wèn)的差異。斜風(fēng)會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線兩端的氣動(dòng)力產(chǎn)生差異,且張力均值問(wèn)的差異要顯著高于阻力均值問(wèn)的差異。對(duì)于y為0.8的模型,除脈動(dòng)量要略高于正常縮尺模型外,其他氣動(dòng)力特性均與正??s尺模型保持了良好的一致性;但),為0.5時(shí)的模型氣動(dòng)力特性均與正??s尺模型存在較大差距。建議涉及4分裂導(dǎo)線的風(fēng)洞試驗(yàn),可采用y為0.8左右的跨度折減,不建議采用較小的折減系數(shù)。

關(guān)鍵詞:風(fēng)洞試驗(yàn);4分裂導(dǎo)線;氣彈模型;跨度折減;氣動(dòng)力

中圖分類(lèi)號(hào):TU317+.1;TM751

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):10044523(2022)01-012308

DOI: 10.16385/j .cnki.issn.10044523.2022.01.013

引 言

輸電塔線系統(tǒng)兼具高聳和大跨結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),強(qiáng)風(fēng)作用下,具有較強(qiáng)幾何非線性的輸電線與輸電塔之間存在明顯的耦合振動(dòng)[1]。相比塔線系統(tǒng)風(fēng)致響應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和數(shù)值模擬,基于氣彈模型的風(fēng)洞試驗(yàn)是當(dāng)前研究塔線系統(tǒng)風(fēng)致耦合振動(dòng)的主要手段。

為了盡量真實(shí)反映塔線間的耦合效應(yīng),風(fēng)洞試驗(yàn)中多采用多跨塔線體系為研究對(duì)象。鄧洪洲等[2]基于兩塔三線氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn),研究了346.5m高江陰跨越塔的風(fēng)振響應(yīng)特性。Elawady等[3]在三維WINDEEE風(fēng)洞中,研究了7座拉線輸電塔組成的塔線系統(tǒng)在雷暴沖擊風(fēng)下的風(fēng)致響應(yīng)。Hama-da等[4]基于四塔三線氣彈模型,研究了常態(tài)風(fēng)下拉線輸電塔的響應(yīng)特性。不過(guò),常規(guī)塔線體系中,輸電線的跨度一般是輸電塔高度的幾倍甚至十幾倍,再加上風(fēng)洞試驗(yàn)斷面的限制,大多數(shù)情況下很難在風(fēng)洞中進(jìn)行滿足測(cè)試要求的縮尺氣彈模型多跨塔線體系研究。針對(duì)這一問(wèn)題,Loredo - Souza和Daven-port[5]提出了一種在輸電塔幾何縮尺比λL基礎(chǔ)上,通過(guò)折減系數(shù)γ(γ≤1)對(duì)輸電線跨度進(jìn)行折減的氣彈模型試驗(yàn)方法(跨度相似比為γλL),并通過(guò)離散氣動(dòng)外形模擬的單根導(dǎo)線氣彈模型試驗(yàn),對(duì)比分析了γ-0.5的跨度折減模型與正??s尺模型間順風(fēng)向阻力的差異,認(rèn)為跨度折減模型的阻力平均值與正??s尺模型吻合很好,脈動(dòng)值約為正常模型的1.3--1.5倍?;谶@一方法,郭勇等[6]以y=0.1的跨度折減系數(shù),研究了連續(xù)氣動(dòng)外形模擬的4分裂導(dǎo)線塔線系統(tǒng)的風(fēng)致響應(yīng)。李正良等[7]研究了四塔三線塔線系統(tǒng)均勻流和紊流下的風(fēng)振響應(yīng),跨度折減系數(shù))γ=0.5;隨后,又以γ=0.25的折減系數(shù),采用連續(xù)氣動(dòng)外形模擬的6分裂導(dǎo)線,對(duì)三塔兩線的塔線體系進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)研究[8]。Lin等[9]通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)研究了雷暴風(fēng)和常態(tài)風(fēng)下左右各半跨導(dǎo)線下輸電塔的風(fēng)振響應(yīng)差異,采用的跨度折減系數(shù)隨風(fēng)向角的變化范圍為γ=0.5~1.0。Deng等[10]基于γ=0.5的系數(shù),研究了三塔四跨塔線系統(tǒng)的風(fēng)致響應(yīng),輸電線為連續(xù)氣動(dòng)外形模擬的8分裂導(dǎo)線;隨后又采用y=0.4的折減系數(shù),研究了五塔四跨塔線系統(tǒng)的風(fēng)致響應(yīng)[11]。Liang等[12]通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)研究了采用連續(xù)氣動(dòng)外形模擬4分裂導(dǎo)線的兩跨塔線系統(tǒng)風(fēng)致響應(yīng),跨度折減系數(shù)γ=0.5。Xie等[13]采用折減系數(shù)γ=0.5研究了四跨塔線系統(tǒng)的風(fēng)致響應(yīng),其輸電線為連續(xù)氣動(dòng)外形模擬的8分裂導(dǎo)線。趙爽等[14]基于風(fēng)洞試驗(yàn),研究了布設(shè)6分裂導(dǎo)線的三跨塔線系統(tǒng)風(fēng)振特性,跨度折減系數(shù)γ=0.5。

由上可見(jiàn),文獻(xiàn)[5]提出跨度折減模型試驗(yàn)方法后,許多學(xué)者采用這一方法進(jìn)行了塔線系統(tǒng)的氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)。不過(guò),相關(guān)研究中大多采用了與原型導(dǎo)線氣動(dòng)外形一致的連續(xù)外形模擬方式,且對(duì)象多為相互間存在較大氣動(dòng)干擾的多分裂導(dǎo)線[15],這與文獻(xiàn)[5]中采用離散氣動(dòng)外形模擬的單導(dǎo)線驗(yàn)證模型是有一定區(qū)別的。另外,由于需要滿足頻率的一致性,基于跨度折減法的導(dǎo)線模型弧垂不參與折減[16],從而導(dǎo)致導(dǎo)線端部與水平面的夾角異于實(shí)際情形,致使跨度折減模型的跨向水平張力和鉛錘向升力與實(shí)際不一致,且差異會(huì)隨著),的減小而增大,但文獻(xiàn)[5]中并未考慮這一差異性,僅對(duì)折減模型的順風(fēng)向阻力進(jìn)行了評(píng)估。鑒于此,本文以4分裂導(dǎo)線為研究對(duì)象,采用連續(xù)氣動(dòng)外形模擬的氣彈模型,對(duì)比分析了跨度折減系數(shù)分別為γ=0.8和γ=0.5時(shí)模型的阻力和張力(相對(duì)于阻力和張力,導(dǎo)線升力的量級(jí)較小,文中未做探討)與正??s尺模型間的差異,并進(jìn)一步分析了風(fēng)速、風(fēng)向及湍流度的影響,相關(guān)結(jié)果可為塔線體系氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)提供參考。

1 試驗(yàn)布置

以JL1500導(dǎo)線為原型,根據(jù)相似理論和跨度折減方法,設(shè)計(jì)制作了三組4分裂導(dǎo)線氣彈模型,如表1所示。其中M1為正常縮尺氣彈模型,M2和M3分別為跨度折減模型。綜合考慮華南理工大學(xué)風(fēng)洞試驗(yàn)段寬度5.4 m和市面常見(jiàn)的PVC軟管外徑,最終確定了表1中的相關(guān)參數(shù),試驗(yàn)風(fēng)速比為1:5。導(dǎo)線氣彈模型由模擬拉伸剛度的銅絲、連續(xù)氣動(dòng)外形的PVC透明軟管及位于銅絲和塑料管間模擬質(zhì)量的鉛絲構(gòu)成。4分裂導(dǎo)線的間隔棒由ABS板雕刻,并在跨內(nèi)設(shè)置了2道間隔棒。

導(dǎo)線氣彈模型兩端分別安裝于固定在支架上的高頻天平上,如圖1所示。該天平x,y,z三個(gè)軸向的分辨率分別為0.005,0.005和0.01 N,滿足測(cè)量需求。試驗(yàn)采樣頻率200 Hz,采樣時(shí)長(zhǎng)120 s。試驗(yàn)中以15°步長(zhǎng)進(jìn)行了0°--45°風(fēng)向的試驗(yàn),風(fēng)向角定義如圖2所示,圖中同時(shí)給出了氣動(dòng)力的定義。來(lái)流垂直導(dǎo)線跨向時(shí)定義為β=0°,β=45°時(shí)導(dǎo)線F2端在上游,F(xiàn)1在下游。

考慮到原型輸電線的弧垂為6.25 m,此范圍內(nèi)風(fēng)速和湍流度變化量很小,風(fēng)洞試驗(yàn)中采用均勻湍流場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn),并通過(guò)矩形板和尾板分別模擬了低、中、高3種湍流強(qiáng)度的風(fēng)場(chǎng)。為了校核風(fēng)場(chǎng)湍流度隨風(fēng)速的均勻性,分別進(jìn)行了低、中、高三種風(fēng)速測(cè)試,如圖3所示,可見(jiàn)不同風(fēng)速下三種風(fēng)場(chǎng)的湍流度雖略有波動(dòng),但仍具有較好的一致性。試驗(yàn)中模型位于75--100 cm高度間,該區(qū)間內(nèi)低、中、高三風(fēng)場(chǎng)的湍流強(qiáng)度分別在3%,9%和13%附近??紤]到導(dǎo)線跨度較大,試驗(yàn)中進(jìn)一步測(cè)試了低、中、高三風(fēng)場(chǎng)典型高度處模型中心M及左右各1.25 m處的風(fēng)速,結(jié)果顯示其均勻性也滿足要求,如表2所示。另外,模型M1和M3分別進(jìn)行了低、中、高三類(lèi)湍流場(chǎng)試驗(yàn),而M2僅進(jìn)行了低、中兩個(gè)湍流場(chǎng)試驗(yàn)。

2 結(jié)果分析

2.1 阻力特性

圖4和5分別為0°風(fēng)向正??s尺模型Ml和兩跨度折減模型M2和M3在不同湍流強(qiáng)度下的阻力F,平均值和脈動(dòng)值隨風(fēng)速的變化示意圖。圖中Fl和F2分別代表模型兩端的氣動(dòng)力(下文同),具體位置如圖1和2所示。由圖4和5可見(jiàn),各模型兩端氣動(dòng)阻力F1和F2在不同風(fēng)速下數(shù)值基本相同,說(shuō)明本文模擬的三類(lèi)均勻湍流場(chǎng)的空間均勻性是滿足試驗(yàn)要求的。隨風(fēng)速增加,M1,M2和M3兩端氣動(dòng)力的平均值和脈動(dòng)值逐漸增大;隨湍流度增大,相近風(fēng)速下模型阻力平均值和脈動(dòng)值也有增加的趨勢(shì)。對(duì)于阻力平均值隨湍流度增加這一現(xiàn)象,可能是由于導(dǎo)線為柔性結(jié)構(gòu),湍流度越大,導(dǎo)線振動(dòng)越顯著,導(dǎo)致導(dǎo)線尾流區(qū)范圍變大,進(jìn)而引起整個(gè)導(dǎo)線阻力的增加[17]。

由圖4(a)可見(jiàn),M2阻力均值與M1間的差異很小,在試驗(yàn)風(fēng)速區(qū)間具有很好的吻合度;中湍流度下(圖4(b)),M2與M1間的差異略有增加,但仍具有很好的一致性。對(duì)于M3,其低中高湍流度下的阻力均值均低于M1,且隨風(fēng)速增加,阻力的差異呈逐漸增大的趨勢(shì)。由表3典型風(fēng)速下跨度折減模型和正??s尺模型平均阻力的比值可見(jiàn),M2與M1模型間的阻力比隨風(fēng)速增大逐漸增大,而M3與M1阻力比隨風(fēng)速的變化趨勢(shì)不顯著;6--10 m/s區(qū)間,M2的阻力均值約為M1的0.88~0.98倍,M3阻力均值約為M1的0.77~0.84倍。

需要進(jìn)一步說(shuō)明的是,文獻(xiàn)[5]中γ=0.5時(shí)的折減模型,不同湍流度下的平均阻力與正常縮尺模型吻合較好,可能的原因?yàn)椋?)其試驗(yàn)風(fēng)速較低,僅在5.8~6.7 m/s風(fēng)速區(qū)進(jìn)行了對(duì)比;2)其導(dǎo)線采用簡(jiǎn)化的離散元來(lái)模擬氣動(dòng)外形,而本文采用連續(xù)的氣動(dòng)外形模擬,其導(dǎo)線局部振動(dòng)產(chǎn)生的阻力增大效應(yīng)顯著弱于本文模型;3)文獻(xiàn)[5]中采用的是單導(dǎo)線風(fēng)洞試驗(yàn),而本文試驗(yàn)對(duì)象為4分裂導(dǎo)線,相互間存在一定的遮擋效應(yīng)。由本文結(jié)果分析可見(jiàn),雖然文獻(xiàn)[5]的跨度折減法是基于導(dǎo)線總平均阻力不變這一原則提出的,但由于其未考慮導(dǎo)線局部微振動(dòng)產(chǎn)生的阻力增大效應(yīng),導(dǎo)致跨度折減模型的總阻力與正常縮尺模型產(chǎn)生差異,而且折減系數(shù)),越大,產(chǎn)生的差異也越大。采用連續(xù)的氣動(dòng)外形來(lái)模擬輸電線,跨度減小20%時(shí),平均阻力降低不顯著;但跨度縮減50%時(shí),則會(huì)產(chǎn)生顯著影響。

由圖5(a)結(jié)果可見(jiàn),4--8 m/s左右的低風(fēng)速,M2和M3的數(shù)值較為接近,略大于M1的值;隨風(fēng)速增大,M2脈動(dòng)量略高于M3,且均顯著高于M1。隨著湍流度的增大,模型間脈動(dòng)值的差異性及變化規(guī)律與低湍流時(shí)類(lèi)似。由表3可見(jiàn),低湍流時(shí),M2,M3與M1脈動(dòng)值的比值隨風(fēng)速增加而增大,分別在1.08--1.45和1.10~1.29間變化。中高湍流下,風(fēng)速對(duì)脈動(dòng)值比的影響不顯著,M2的脈動(dòng)值約為Ml的1.2~1.22倍,M3的脈動(dòng)值約為M1的1.11--1.25倍??缍日蹨p模型的阻力脈動(dòng)值較正常縮尺模型偏大這一現(xiàn)象與文獻(xiàn)[5]中的規(guī)律一致,但本文差異要小于其在5.8--6.7 m/s風(fēng)速區(qū)間得到的1.3--1.5倍關(guān)系,這可能與導(dǎo)線氣動(dòng)外形模擬方式和4分裂導(dǎo)線間復(fù)雜的氣動(dòng)干擾效應(yīng)有關(guān)。

圖6和7給出了中湍流度下三個(gè)模型阻力平均值和脈動(dòng)值隨風(fēng)向的變化,考慮到不同湍流度下的結(jié)果具有一定的相似性,本文中僅對(duì)中湍流度下的結(jié)果進(jìn)行討論。由圖6中平均值可見(jiàn),隨風(fēng)向角增大,導(dǎo)線阻力整體呈逐漸減小的趨勢(shì);且導(dǎo)線兩端F1和F2的數(shù)值出現(xiàn)一定的差異,處于下游F1端的數(shù)值要高于上游F2端,且相互間的差異隨風(fēng)速增大而增大。這主要是由于柔性導(dǎo)線在斜向氣流作用下發(fā)生了偏向下游的整體變形,導(dǎo)致下游端分擔(dān)的荷載增大的緣故。整體上看,M2在不同風(fēng)向下兩端阻力仍與M1兩端力保持了良好的一致性;隨風(fēng)向角增大,M3與M1阻力間的差異有一定程度減小,但仍要明顯大于M2和M1間的差異。

由圖7脈動(dòng)值隨風(fēng)向的變化可見(jiàn),斜風(fēng)作用下,各模型導(dǎo)線下游端F1的阻力脈動(dòng)值均高于上游端,且風(fēng)向角越大,相互間的差異越明顯。對(duì)于下游端F1,不同風(fēng)向下M2的脈動(dòng)值仍要高于M1,但隨風(fēng)向角增大,相互間的差異有所減小;不同風(fēng)向下M3的脈動(dòng)值在4--8 m/s低風(fēng)速區(qū)間要略高于M1,但在8m/s以上的高風(fēng)速,隨風(fēng)向角增大,M3的脈動(dòng)值逐漸由略高于M1轉(zhuǎn)變?yōu)槁缘陀贛1。相比于各模型下游端F1脈動(dòng)值間的差別,上游端三個(gè)模型脈動(dòng)值間的差異不大,不同風(fēng)速下都保持了良好的一致性。

2.2 張力特性

圖8為0°風(fēng)向角下各模型F1端的跨向水平張力FT平均值隨風(fēng)速的變化示意圖。由圖中可見(jiàn),隨湍流度增大,各模型的平均張力有增大的趨勢(shì)。對(duì)于M2,低湍流度、8 m/s以下風(fēng)速其張力平均值略低于M1,8 m/s以上風(fēng)速則略高于M1,但整體上具有很好的一致性(圖8(a));中湍流度下(圖8(b)),M2張力平均值整體略低于M1,差異較低湍流度略有增加,但仍具有較好的吻合度。反觀M3,其與Ml間張力的差異極大,遠(yuǎn)超平均阻力值間的差異,且隨湍流度增大,其與M1間的差異有增大的趨勢(shì)。由表4可見(jiàn),不同湍流下M2,M3與Ml間的張力比隨風(fēng)速增加而增大,6~10 m/s下M2與M1的張力比約在0.72--1.02間變化,但M3的張力僅為M1的0.13~0.35倍。這主要是由于各模型垂度一致,跨度減小會(huì)增大導(dǎo)線端部與水平面的夾角,致使水平張力減小。由以上M2和M3張力與M1的差異可見(jiàn),跨度減小20%的影響不太顯著,但跨度減小50%,則會(huì)存在極大的影響。

由圖9中0°風(fēng)向角下各模型F1端張力FT脈動(dòng)值隨風(fēng)速的變化可見(jiàn),湍流度增大同樣會(huì)導(dǎo)致各模型的脈動(dòng)值增大。低中湍流下M2的脈動(dòng)力均高于M1,風(fēng)速的增加會(huì)增大相互間張力的差異,但湍流的增大會(huì)減小這一差異性。對(duì)于M3,除低湍流度4--6m/s風(fēng)速區(qū)間的張力脈動(dòng)值略高于M1外,其他風(fēng)速和湍流度下的脈動(dòng)值均低于M1,且隨風(fēng)速的增加差異也在增大。由表4可見(jiàn)6~10 m/s風(fēng)速區(qū)間,M2與Ml的脈動(dòng)張力比,低湍流度時(shí)約在1.23~1.35間變化,中湍流度時(shí)約在1.07--1.15間變化;M3與M1的脈動(dòng)張力比,低湍流度時(shí)在0.66--0.92變化,中高湍流度在0.58--0.67間變化??偟目磥?lái),M2與Ml間脈動(dòng)值的差異要小于M3和Ml間的差異。

圖10和11分別為中湍流度下三個(gè)模型不同風(fēng)向下的張力平均值和脈動(dòng)值隨風(fēng)速的變化。由圖10可見(jiàn),隨風(fēng)向角增大,導(dǎo)線兩端張力逐漸減小;上游端F2的張力高于下游端F1,且隨風(fēng)向增大相互間差距也在增大。對(duì)于M2,其不同風(fēng)向下的張力平均值整體與M1吻合較好,且差異較0°風(fēng)向有一定程度減小。對(duì)于M3,不同風(fēng)向下與M1仍存在較大差異,隨風(fēng)向角增大相互間的差異有所減小,但仍明顯大于M2與Ml間的差異。由圖11中可見(jiàn),隨風(fēng)向角增大,各模型兩端的張力脈動(dòng)值基本保持一致,并未出現(xiàn)明顯差異,這與前文阻力表現(xiàn)出的規(guī)律不同。隨風(fēng)向角增加,M2與M1間的張力脈動(dòng)值差異呈減小的趨勢(shì),但M3與M1間的差異略有增加。

2.3 導(dǎo)線兩端力的不平衡性

斜風(fēng)作用下,導(dǎo)線兩端阻力和張力會(huì)出現(xiàn)差異,尤其是張力間的差異,會(huì)導(dǎo)致輸電塔產(chǎn)生跨向的拉扯。圖12給出了中湍流度不同風(fēng)向下各模型兩端阻力和張力比值(F1/F2)隨風(fēng)速的變化。由圖中可見(jiàn),隨風(fēng)速增大,各模型F1/F2逐漸增加,即阻力不均勻性在增加,張力不均勻性在減小;隨風(fēng)向角增加,各模型兩端氣動(dòng)力的不均勻性逐漸增大,且張力不均勻性明顯高于阻力的不均勻性,風(fēng)向角越大,F(xiàn)1/F2隨風(fēng)速的增長(zhǎng)率越顯著。對(duì)于M1,在試驗(yàn)風(fēng)速區(qū)段內(nèi),15°,30°和45°三個(gè)風(fēng)向,其下游端F1與上游端F2的阻力比區(qū)間依次為1.04--1.06,1.03~1.1,1.02~1.16,其張力比區(qū)間依次為0.82--0.95,0.54--0.9,0.17~0.82。對(duì)于M2,除個(gè)別低風(fēng)速外,其兩端阻力和張力比值整體與M1吻合較好。對(duì)于M3,其兩端阻力比在15°風(fēng)向下與M1差異較小,但隨風(fēng)向增加,相互間的差異逐漸增大;其不同風(fēng)向下的兩端張力比與M1存在較大差距,且風(fēng)向角越大,相互間差異越顯著。在低風(fēng)速下,M3模型甚至出現(xiàn)了阻力比小于1.0、張力比為負(fù)(圖中未繪出)的情況,與M1間存在趨勢(shì)性的區(qū)別,

2.4 功率譜特性

圖13給出了中湍流度下p=0°時(shí)三個(gè)模型在8 m/s附近的功率譜密度。由圖中可見(jiàn),M1阻力功率譜在1.5 Hz附近,2--3 Hz和5--10 Hz區(qū)間有明顯的峰值,張力功率譜3--5 Hz和7~10 Hz區(qū)間也出現(xiàn)了明顯的峰值。結(jié)合表1中各模型的基頻,阻力譜中前兩個(gè)峰值分別對(duì)應(yīng)導(dǎo)線的一階、二階模態(tài),其他峰值較難分辨出具體模態(tài)階數(shù)。以上結(jié)果可見(jiàn),4分裂導(dǎo)線的高階振型參與了振動(dòng),M2的功率譜密度與M1在50 Hz以?xún)?nèi)頻段內(nèi)基本保持了良好的一致性,而M3僅在5 Hz以?xún)?nèi)的低頻段與M1具有較好的一致性,高于5 Hz的功率譜則與M1差異顯著。

3 結(jié) 論

本文基于連續(xù)氣動(dòng)外形模擬的導(dǎo)線氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn),對(duì)比研究了不同跨度折減系數(shù)下125 m跨度的4分裂導(dǎo)線氣動(dòng)力間的差異性,結(jié)論如下:

1)導(dǎo)線風(fēng)振響應(yīng)中有高階振型的參與,且氣動(dòng)力的平均值和脈動(dòng)值隨風(fēng)速的增加均呈現(xiàn)非線性增大的趨勢(shì)。

2)湍流引起的振動(dòng)會(huì)增大導(dǎo)線氣動(dòng)力的平均值和脈動(dòng)值,增大跨度折減模型與正??s尺模型氣動(dòng)力平均值、阻力脈動(dòng)值間的差異。

3)斜風(fēng)會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線兩端的阻力平均量和脈動(dòng)量、張力平均量產(chǎn)生差異,且張力均值間的差異要顯著高于阻力均值間的差異。風(fēng)向角越大,兩端氣動(dòng)力間的差異越顯著;風(fēng)速越大,阻力均值不平衡性越大,但張力均值的不平衡性在減小。增大風(fēng)向角,一般會(huì)減小跨度折減模型與正常縮尺模型平均值和脈動(dòng)值間的差異。

4)跨度折減系數(shù)y=0.8模型的氣動(dòng)力平均值、兩端力的不平衡性均與正??s尺模型具有較好的一致性,僅脈動(dòng)量要略高于正??s尺模型;)γ=0.5的模型,其氣動(dòng)力平均量、脈動(dòng)量均與正??s尺模型存在較大差距。因此,對(duì)于4分裂導(dǎo)線,氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)中建議采用γ=0.8左右的折減,不建議采用較小的跨度折減系數(shù)。

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