输电线路非线性耦合振动的动力学模型与分析北大核心CSCD

考虑输电导线几何非线性效应,将直线塔绝缘子串简化为一个转动的刚体,推导了两档导线平面内相互耦合的非线性振动方程。研究了不同工况下两档导线的耦合振动特性和能量传递机理,当两档导线的固有频率满足特定的关系时,系统会引起共振。分析了阻尼的位置和大小对导线衰减振动的影响,在导线上施加阻尼的减振控制效果远优于在绝缘子串处施加阻尼的效果。该研究结果可为输电导线系统的减振设计提供理论依据和参考。     

输电线路非线性耦合振动的动力学模型与分析

考虑输电导线几何非线性效应,将直线塔绝缘子串简化为一个转动的刚体,推导了两档导线平面内相互耦合的非线性振动方程。研究了不同工况下两档导线的耦合振动特性和能量传递机理,当两档导线的固有频率满足特定的关系时,系统会引起共振。分析了阻尼的位置和大小对导线衰减振动的影响,在导线上施加阻尼的减振控制效果远优于在绝缘子串处施加阻尼的效果。该研究结果可为输电导线系统的减振设计提供理论依据和参考。     

雷击灾害下多级串联闪络保护器断线故障控制方法研究

输送电线路的多级串联闪络保护器在雷击灾害下,容易出现断线、跳闸等情况,对人类的工作与生活造成较大的影响。为此,分析雷击及其雷击危害的性质,获得雷击对输送电线路多级串联闪络保护器产生的危害。计算多级串联闪络保护器故障点、电源侧与负荷侧正序、负序以及零序等数据,在故障点附近安装可调间隙保护装置先将雷电流导入大地,间隙间电弧会在电磁力和风力等外力的推动下,出现拉长形态后快速熄灭,以此控制断线故障程度,不出现严重损耗。对多级串联闪络保护器实行雷电冲击实验,研究结果表明,该种方法控制后放电路径处于间隙之间,在雷击灾害下,保护间隙能够保障绝缘子的绝缘安全性,有效避免多级串联闪络保护器断线故障导致炸裂等严重情况的出现。     

220kV线路复合绝缘子仿真分析

为解决某供电局220 kV线路带重锤型均压环的复合绝缘子连续2次发生闪络问题,对不同工况下的复合绝缘子串电场分布进行了仿真分析。仿真结果表明:该绝缘子串的闪络主要是由于其下端所安装的重锤均压环曲率半径较小,导致在正常运行时其外侧.上边沿电场过于集中,从而引发闪络。     

363kV真空断路器支柱绝缘子模态及地震响应谱分析

当地震波的振动频率接近电力设备支柱绝缘子的固有振动频率时,可引发共振现象而导致设备损坏。针对363 kV真空断路器支柱绝缘子建立了有限元模型,对支柱绝缘子进行地震响应谱分析,可为支柱绝缘子结构的设计提供参考。首先对支柱绝缘子进行结构静力学分析,计算支柱绝缘子自身应力分布;其次进行有预应力模态仿真分析,计算出支柱绝缘子1-10阶振型对应的模态频率;最后在计算出各阶模态频率的基础之上,对断路器支柱绝缘子进行了地震响应谱分析,在x +y方向施加EI Centro波加速度频谱,计算出支柱绝缘子的最大应力分布和沿各坐标轴方向的最大形变位移。     

超高层建筑上部结构—群桩—筏板—土共同作用下筏板性状风振响应计算与分析

风荷载是控制超高层建筑结构设计的主要因素。借助流体动力学采用大涡模拟方法,通过FLUENT和ABAQUS软件建立考虑风场和结构的流固耦合分析模型,运用MpCCI软件进行流固耦合面上的数据传递,以实现流体、固体相互作用。以国际上通用的风工程CAARC标准模型为对象,进行了考虑刚性基础和上部结构—群桩—筏板—土共同作用的风—结构流固耦合数值模拟计算和分析。结果表明:(1)本文方法计算结果与解析解基本一致,与前人的风洞试验和数值模拟结果基本一致;(2)流固耦合分析下,地下室侧面土体可抵抗一半以上风荷载在筏板处引起的附加弯矩,风荷载引起的筏板平均附加弯矩远小于自重产生的弯矩。计算方法和计算结果可以为风荷载作用下对地基基础的研究和流固耦合问题分析提供参考。     

750kVGIS隔离开关用绝缘拉杆炸裂原因分析

盆式绝缘子、绝缘拉杆、支柱绝缘子等绝缘件作为GIS设备内部重要的绝缘、传动部件,故障率仅次于异物放电。通过绝缘拉杆运动特性分析、X射线成像检测、异物分析、微观分析、电场仿真分析等方法,对一起750 kV GIS 设备隔离开关交接试验过程击穿炸裂进行分析。针对分析结果给出了隔离开关的故障原因为连接机构侧的绝缘管粘接面加工操作不当造成了绝缘管层间疏松,导致粘接面存在气隙缺陷,缺陷逐渐延伸扩展,最终诱发绝缘拉杆层间连续放电通道。     

层状楔形空间平面SH波入射下的波场分析

采用间接边界元方法求解SH波入射下的层状楔形空间内的波场。本文方法首先将层状楔形空间扩展为层状半空间,计算层状半空间在SH波入射下的自由波反应;然后在楔形空间斜边界上施加虚拟均布荷载,模拟楔形空间斜边界对波场的影响,虚拟均布斜线荷载密度可由相应边界条件求得;最后叠加自由波场和均布斜线荷载产生的波场,求得总波场。验证了本文方法的正确性并进行了数值计算分析。研究表明,层状楔形空间与均匀楔形空间内的波场存在显著差异,土层的存在使得位移幅值随入射角度的变化更为复杂。该研究为后续楔形空间在P、SV和Rayleigh波入射下的波场求解打下了基础。     

散粒体斜坡上滚石法向碰撞恢复系数研究∗

国内外在研究滚石碰撞问题时多将碰撞目标假设为弹塑性体，从而推导出恢复系数计算公式。但是对于散粒体斜坡，由于具有结构松散、高压缩、低黏结力等物理力学特性，如果将其完全考虑为弹塑性体，那么低估了其自身的耗能潜力。为此，我们考虑了松散介质的孔隙压密特征，改进提出了散粒体斜坡上滚石法向碰撞恢复系数的计算式，并探讨了滚石碰撞再回弹的临界条件。同时以西藏昌都察达隧道进口散粒体斜坡为算例进行数值模拟，分析了5 种影响因素下滚石法向碰撞恢复系数变化规律，并与改进公式、已有相关公式计算结果进行了对比分析。结果表明改进公式与数值模拟结果较为吻合，优于假设为弹塑性体的公式计算值。研究思路及成果可为类似区域性问题提供参考。     

RTV涂层表面憎水分布对其防污闪性能的影响

通过在玻璃绝缘子上配置不同的 RTV 涂层方式,模拟涂覆了 RTV 涂层的绝缘子表面各种憎水性分布情况,进行短时污秽耐受试验和人工污秽闪络试验,研究 RTV 涂层表面憎水性分布不均对其防污闪性能的影响。研究结果表明:当涂覆有 RTV 涂料的绝缘子表面憎水性分布不均时,其污闪电压严重下降。绝缘子下表面涂层的憎水性对绝缘子防污闪能力影响尤为显著。     

风荷载作用下单层平面索网体系点支式玻璃幕墙的动力性能研究

近年来,单层平面索网体系点支式玻璃幕墙以其简洁、通透的特点在国内外得到广泛的应用,其破坏主要由风荷载造成,目前国内外针对此种结构的风振动力性能研究甚少。本文应用谐波叠加法模拟了脉动风速的时程曲线,进而得到风荷载;通过有限元分析软件ANSYS,对单层平面索网体系点支式玻璃幕墙模型进行动力风荷载下的时程分析,研究在动力风荷载下,幕墙的玻璃面板厚度、拉索截面积以及拉索预拉力对其受力性能的影响,以供幕墙设计参考。     

基于洪水演进数值模拟的溃坝危害性快速评估

采用部分溃坝模型与堰流相交算法计算溃坝最大流量,并基于四次抛物线概化方法得到溃坝洪水的流量过程线;利用洪峰展平法将洪水波概化为三角形,对洪水演进过程进行模拟,分析溃口宽度和溃口形态对洪水演进过程的影响;研究考虑不同溃坝条件下对溃坝洪水的到时、最大流量、水深和洪水历时等洪水演进的主要参数的快速估算方法,以实现对地震可能引发不同溃坝事件危害性的快速评估。     

实际烟气生成量计算方法的商榷

火灾烟气是火灾时所产生的气体和悬浮在其中的烟粒子的总称，是燃烧和热解产物的混合物。烟气量的大小取决于可燃物本身的燃烧性能、空气供给量等。火灾烟气具有缺氧、毒害、尘害、高温的特点，加上火场火灾烟气的减光性和恐怖性，使火灾烟气成为火灾人员伤亡的最主要原因，为此防排烟工程的设计对建筑消防安全非常重要，实际烟气生成量计算是防排烟工程设计的理论基础，就目前一些文献对实际烟气量计算方法存在的不足进行了探讨，并提出了一个新的计算方法，对两种方法的计算结果进行了对比，得出结论认为，计算实际烟气量应从实际空气供给量是否过剩或不足两种情况分别进行考虑计算。     

直角拐弯通道中空气冲击波的传播及数值模拟

针对地下通道中空气冲击波的传播,通过试验研究,得到了空气冲击波在直角拐弯通道中传播的衰减系数.同时,应用流体网格法进行了数值模拟,获得了通道直角拐弯前后空气冲击波传播的波形图和流场图.并将两方面的研究成果进行了对比,证明了试验和数值研究方法及研究成果的一致性.     

低纬高原大气电场特征及其在预警中的应用

通过对2006年7月- 2007年6月云南地闪定位网探测资料和玉溪大气电场仪资料分析,研究了高原晴天大气电场和雷暴天气过程的电场演变特征.结果表明:高原晴天大气电场具有明显的日变化和月变化特征.低纬高原地区雷暴云具有偶极性和三极性两种结构,但大多数雷暴具有偶极性电荷结构,不同电荷结构的雷暴云的放电特征不同,偶极性时主要为负地闪,地闪活动较活跃；三极性时主要是正地闪,地闪活动较少.根据雷暴云近地面电场变化特征,探讨了大气电场仪预警地闪的方法,首次提出极性变化预警法,其命中率和提前预警时间都明显优于阈值预警法.     

基于剪切波速的土体液化概率判别法∗

采用极大似然法对确定性剪切波速液化判别模型进行了标定，在此基础上提出了基于剪切波速的土体液化概率判别模型。结果表明，由对数正态分布、正态分布、最小耿贝尔分布以及最大耿贝尔分布获得的液化判别曲线在液化概率为5%和15%时有一定差异，在液化概率为35%时区别不大。根据贝叶斯信息准则，由最小耿贝尔模型标定的模型修正系数与液化案例数据库符合程度最好。Andrus和Stokoe液化模型修正系数的均值为0.879，说明该模型获得的安全系数从平均意义上小于真实安全系数；变异系数为0.387，表明该模型具有一定程度的模型不确定性。本文所建立概率模型的液化判别曲线与文献中基于贝叶斯映射函数获得的液化判别曲线较为一致，与文献基于逻辑回归方法获得的液化判别曲线在高循环应力比区域有较大差异。     

开关柜局部放电综合检测方法的研究与应用

针对开关柜局部放电检测环境复杂,故障信号定位时间长,准确性差的问题,结合现场实际进行分析研究,提出了基于特高频(Ultra High Frequency,UHF)、暂态地电压(TransientEarth Voltages,TEV)和超声波等检测技术的开关柜局部放电综合检测方法。应用结果表明:综合检测方法能避免干扰信号对检测结果分析判断的影响,快速、有效地检测出开关柜局部放电缺陷。     

扩底桩桩侧土水平抗力的分布特性

桩侧土的水平抗力是计算桩基水平承载力的重要因素。本文对扩底桩基础桩侧水平抗力特性进行研究。制定模型试验方案,进行扩底桩水平加载室内模型试验。整理模型试验加载数据获得扩底桩在水平荷载作用下的桩顶加载位移曲线、桩侧土抗力、桩底土抗力的分布曲线等重要数据,分析各数据获得扩底桩桩侧土水平抗力的分布规律。通过有限元软件模拟不同桩长、扩底尺寸的扩底桩承受水平荷载时的加载情况,通过对数值模拟结果的分析获得扩底桩受水平荷载作用时的受力变形特性,研究不同尺寸参数对扩底桩水平受力特性的影响情况。研究表明,桩长越短越有利于发挥扩大头的嵌固作用。根据对桩底扩大头处土抗力分布曲线的分析研究扩大头的嵌固力作用,进而提出扩大头嵌固力的计算方法。     

折线坡形挡土墙主动土压力计算方法研究∗

折线坡形边坡由于其填土面形态与经典土压力理论假设条件不符,无法直接使用经典土压力理论求解。依据挡土墙背后楔形体静力平衡原理,建立墙后多边形楔形体侧压力分析力学模型,得到总侧压力关于破裂角的函数表达式,通过求其极值,得到主动极限平衡状态墙后填土破裂角和主动土压力。分别求得坡顶地表局部水平边坡、坡顶地表局部倾斜边坡主动土压力计算公式,与现行规范方法对比表明,克服了现行规范折线坡形挡土墙上主动土压力计算方法不考虑墙土摩擦力的不足,所得土压力合力及倾覆力矩均小于规范方法计算结果,与图解法方法计算结果一致,且避免了图解法繁琐的作图工作。针对实际工程中经常出现的坡顶地表局部倾斜边坡,提出了将坡顶地表局部倾斜土层折减为均布荷载的折算系数,简化了土压力计算方法。