[发明专利]横风向下的桅杆响应计算方法、装置、计算机设备

权利要求书

1.一种横风向下的桅杆响应计算方法，其特征在于，所述方法包括：

根据桅杆所处地形处的标准高度确定所述标准高度处的平均风速；

根据所述标准高度处的平均风速和临界风速，确定起点高度和终点高度，并将所述起点高度和所述终点高度之间的范围，确定为所述桅杆的共振受力范围；其中，所述临界风速指的是所述桅杆和流体产生共振时的风速；其中，若所述终点高度大于桅杆顶部的高度时，则确定所述终点高度为所述桅杆顶部的高度；若所述起点高度小于桅杆底部的高度时，则确定所述起点高度为所述桅杆底部的高度；

根据所述桅杆的共振受力范围将所述桅杆在高度上划分成多段，并计算出每段桅杆上的平均风速；每段桅杆上的所述平均风速为各段桅杆底部的风速和桅杆顶部的风速进行平均计算得到；

根据每段桅杆上的平均风速以及预设的流场域参数建立每段桅杆上的流场域模型，并根据所述流场域模型以及每段桅杆上的平均风速确定各段桅杆上的压力时程曲线；其中，所述压力时程曲线用于表征各段桅杆上的风压随时间变化的关系；

根据各段桅杆上的压力时程曲线计算出各段桅杆的响应，所述各段桅杆的响应包括各段桅杆上的风压的幅值和各段桅杆上的风压的频率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述临界风速包括第一临界风速和第二临界风速；所述根据所述标准高度处的平均风速和临界风速；确定起点高度和终点高度，包括：

根据所述标准高度处的平均风速和所述第一临界风速，计算所述起点高度；

根据所述标准高度处的平均风速和所述第二临界风速，计算所述终点高度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一临界风速和所述第二临界风速根据公式确定；

其中，所述v_c为第一临界风速，所述第二临界风速等于1.3v_c，所述B(z)为所述桅杆横截面的直径，St为斯托罗哈数，T为所述桅杆的自振周期。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述起点高度H₁通过包含的关系式确定，其中，所述v₀为所述标准高度处的平均风速，所述α为所述桅杆所处的地面粗糙度，所述z₀为标准高度；

所述终点高度H₂通过包含的关系式确定。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述桅杆的共振受力范围将所述桅杆在高度上划分成多段，并计算出每段桅杆上的平均风速，包括：

分别计算出每段桅杆底部的风速和每段桅杆顶部的风速；

对同一段桅杆底部的风速和桅杆顶部的风速进行算术平均，得到每段桅杆上的平均风速。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各段桅杆上的压力时程曲线计算出各段桅杆的响应，包括：

对各段桅杆上的压力时程曲线进行傅里叶变换，计算出各段桅杆的响应；其中，各段桅杆上的压力时程曲线的频率相等。