[发明专利]山地环境下输电线路脉动风致响应的获取方法

权利要求书

1.山地环境下输电线路脉动风致响应的获取方法，其特征在于，该方法的步骤是：

1)针对山地环境，利用山地模型风洞试验或者山地模型CFD数值模拟方法，获得风流经山地环境时各位置(x,y,z)顺风向平均风速u_s(x,y,z)、横风向平均风速v_s(x,y,z)和竖直向平均风速w_s(x,y,z)；

2)采用谐波叠加法模拟生成各位置的顺风向脉动风速时程u’(x,y,z,t)、横风向脉动风速时程v’(x,y,z,t)和竖直向脉动风速时程w’(x,y,z,t)，从而获得山地环境下各位置的顺风向风速时程U(x,y,z,t)、横风向风速时程V(x,y,z,t)和竖直向风速时程W(x,y,z,t)，如下式所示：

U(x,y,z,t)＝u_s(x,y,z)+u′(x,y,z,t) (1)

V(x,y,z,t)＝v_s(x,y,z)+v′(x,y,z,t) (2)

W(x,y,z,t)＝w_s(x,y,z)+w′(x,y,z,t) (3)

式中：t为时间；

3)输电线路各组件顺风向、横风向和竖直向的风荷载时程F_u(x,y,z,t)、F_v(x,y,z,t)、F_w(x,y,z,t)如下式所示：

式中ρ为空气密度，C_Du、C_Dv和C_Dw分别为输电线路各组件在顺风向、横风向和竖直向的阻力系数，A_u、A_v和A_w分别为输电线路各组件在顺风向、横风向和竖直向的挡风面积；

4)根据输电线路的设计图纸要求，建立输电线路的有限元模型，输电线路各组件为输电塔、输电线、绝缘子、跳线，针对各组件的几何尺寸、密度、弹性模量、泊松比物理参数，选择各自的有限元单元类型，最终形成输电线路的有限元模型；

5)在输电线路有限元模型基础上，施加顺风向、横风向和竖直向的风荷载时程F_u(x,y,z,t)、F_v(x,y,z,t)、F_w(x,y,z,t)，进行瞬态计算，获取输电线路各组件的脉动风致响应。

2.根据权利要求1所述的山地环境下输电线路脉动风致响应的获取方法，其特征在于：所述脉动风致响应为位移、加速度、内力、风偏角。

3.根据权利要求1所述的山地环境下输电线路脉动风致响应的获取方法，其特征在于：所述山地模型风洞试验的比例尺范围为1:500～1:3000，山地环境的实物直径范围为1km～8km，山地模型在风洞中的阻塞比范围为1％～5％。

4.根据权利要求1所述的山地环境下输电线路脉动风致响应的获取方法，其特征在于：所述山地模型CFD数值模拟的实物直径范围为1km～8km，山地模型在CFD计算域中的阻塞比范围为1％～5％。