江苏省自然科学基金(BK2012390)
- 作品数：26 被引量：113H指数：8
- 相关作者：柯世堂赵林葛耀君王同光陈少林更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学同济大学中国电力工程顾问集团华东电力设计院更多>>
- 发文基金：江苏省自然科学基金国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学动力工程及工程热物理航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>
- 考虑地形效应的大型电视塔等效静风荷载分析被引量：3
- 2016年
- 以在建的位于南京秀山顶部某大型电视塔工程为背景,考虑山顶地形三维效应的影响,对其进行了周边地形风洞试验和高频天平测力(HFFB)试验.基于改进的等效静风荷载(ESWLs)组合方法,对不同风向角、荷载工况和等效目标下该电视塔的基底内力和各层ESWLs进行了研究.在此基础上,进一步探讨了山顶地形、阻尼比和等效目标对此类电视塔结构风力分布特性的影响规律,并推荐了5种典型的最不利荷载组合工况下的各层ESWLs.结果表明:山地效应对于此类电视塔结构风力分布的影响显著;各层ESWLs沿高度分布规律受风向角、阻尼比以及等效目标的影响较弱;等效目标和阻尼比对主体结构的各层ESWLs数值大小影响明显,但对桅杆部分的影响则较弱.
- 柯世堂王浩
- 关键词：电视塔地形效应等效静风荷载
- 等效静力风荷载背景和共振之间的耦合效应
- 2013年
- 在结构动力学和随机振动理论基础上,推导出结构脉动风总响应的实际理论组合公式,首次定义了耦合恢复力协方差矩阵这一参数,提出用于补偿背景和共振分量之间耦合项的一致耦合方法(CCM)来求解结构的总风致响应,并赋予等效静风荷载背景和共振耦合项以明确的物理含义。以某大跨屋盖结构为例,采用CCM法进行风致响应和等效静风荷载计算,通过与全模态完全二次型组合(CQC)计算结果进行对比分析,深入揭示了背景和共振耦合项的作用机理,验证了本文方法的高精度和有效性,为此类结构风致响应和等效静风荷载的精确求解和机理研究提供新的思路。
- 柯世堂王法武周奇周志勇赵林
- 关键词：风致响应等效静风荷载大跨屋盖结构
- 基于保证率的建筑结构风振系数快速计算方法
- 2013年
- 针对我国《建筑结构荷载规范》中风振系数基于准定常理论和一阶线性振型假定存在的问题,以及大跨度屋盖、低矮房屋和类圆柱形断面结构由于自身形状引起的特征湍流和漩涡脱落导致其表面脉动风压分布呈现出的非高斯现象,以Davenport提出的阵风荷载因子法(GLF)为理论基础,通过风洞刚体测压试验获取结构表面的非定常气动力参数,引入参数ρ这一修正项来考虑局部测点风压系数和整体阻力系数之间的相关性;为避开GLF法基于高斯分布的假定提出基于保证率的逐步迭代法来计算峰值因子g;引入虚拟激励法这一高效计算手段,采用振型叠加法计算结构响应的均方根,然后采用给出的计算公式得到满足工程保证率的风振系数值。最后通过某大跨度结构的不同方法计算结果和精确解的对比验证了该方法的可靠性和优越性。这一方法可为建筑结构抗风设计、防灾分析提供借鉴。
- 侯向煜柯世堂
- 关键词：风振系数
- 漂浮式海上风力机全机结构自振特性仿真被引量：1
- 2015年
- 针对漂浮式海上风力机全机结构的动力特性问题,以某3 MW漂浮式海上风力机系统为例,基于有限元方法分析了系统自振频率和振型的分布特征,并进行漂浮式海上风力机全机自振特性的参数分析,最后给出全机结构基频和倾覆频率的计算公式。分析表明,漂浮式海上风力机系统自振频率非常低且分布密集。系统基频与拉索锚固深度以及叶片长度呈线性递减关系,与浮筒半径呈反比,与拉索的总截面面积以及塔架高度呈二次曲线关系。倾覆频率与参数的关系则牵涉高次项,较上述关系更为复杂。文中给出的拟合公式计算值与有限元值吻合较好,说明其在预测漂浮式海上风力机系统自振频率方面具有较高可信度。
- 柯世堂胡丰曹九发王同光
- 关键词：有限元方法自振频率
- 超大型冷却塔随机地震响应分析被引量：8
- 2012年
- 为全面掌握核电超大型冷却塔的抗震性能,首先进行结构的模态分析,然后采用振型分解反应谱法和弹性时程分析方法,计算结构在多遇地震作用下的响应,并对结构进行考虑材料和几何非线性的动力弹塑性时程分析,得到结构在罕遇地震作用下的响应。由于超大塔支柱跨度达到170m,还首次对结构进行了考虑行波效应的多点激励分析。结果表明:结构前8阶振型以局部振动为主,直到第9阶出现整体倾覆振型。在多遇地震作用下,支柱的最大位移和基底剪力均满足规范要求,且水平地震反应远大于竖向地震反应。在罕遇地震作用下,支撑结构位移角远小于规范限值,出现的塑性铰数量较少,且主要分布在支柱与壳体的连接处。多点输入对支柱内力影响较为不利,而对支柱位移和塔筒内力影响较小,塑性铰出现的数量稍多且破坏程度更加严重。
- 柯世堂陈少林葛耀君赵林
- 关键词：超大型冷却塔反应谱法弹塑性时程分析多点输入地震响应
- 基于自由涡尾迹方法的大型风力机动态响应和尾迹研究被引量：1
- 2015年
- 针对大型风力机,在当作柔性和刚性风力机时,可以通过气动和结构耦合动力学用来研究两者尾迹和载荷的区别。在设计和校核阶段,需要考虑风力机结构载荷影响的动态特性和气动性能变化。采用非定常自由涡尾迹方法计算尾迹形状和气动载荷。在考虑气动载荷、惯性载荷和重力载荷影响下,分析了叶片挥舞和摆振动态响应。采用模态法建立起风力机解耦动力学方程,并且进行数值求解该方程。结果表明:风力机考虑柔性变形后,对尾迹形状、动态响应和气动性能产生一定影响。这种柔性和刚体风力机的差异表明气动结构耦合效应对风力机的设计和性能计算具有重要意义。
- 曹九发王同光柯世堂
- 关键词：风力机
- 兆瓦级风力机结构风振系数取值探讨
- 2014年
- 国内外关于风力机塔架设计中风振系数的取值一般不考虑叶片与塔架的结构与气动耦合作用。针对大型风力机系统风振多耦合效应和多振型响应特点,建立某兆瓦级风力机塔架-叶片系统有限元模型,采用改进的叶素-动量理论,模拟考虑旋转效应和塔架-叶片相干性的风力机系统脉动风速时程;基于风振精细化频域计算方法,进行风力机系统动力风振反应计算,探讨了叶片旋转效应的影响、风振系数的取值及其参数变化规律。研究结论为兆瓦级风力机风振系数的确定提供了科学依据。
- 柯世堂王同光梁俊赵林
- 关键词：风力机风振系数风场模拟
- 风力机塔架-叶片耦合模型风致响应时域分析被引量：13
- 2014年
- 基于风力机塔架-叶片耦合模型,采用改进的叶素-动量理论模拟了考虑平稳风修正、叶片旋转效应和空间相干性的风力机气动载荷,并基于有限元方法对该耦合模型进行了动力特性分析和风致响应时域计算.基于目标响应时程探讨了风力机塔架-叶片耦合系统在随机风荷载作用下的动力响应特性,并与不考虑叶片影响的风力机塔架风致响应进行对比分析.研究表明,在进行风力机的抗风设计时,应该考虑塔架-叶片的耦合作用.
- 柯世堂曹九发王珑王同光
- 关键词：风场模拟风致响应时域分析
- 超大型冷却塔风荷载和风振响应参数分析:自激力效应被引量：22
- 2012年
- 以内陆在建打破世界纪录的某核电超大型冷却塔(高度为215m)为例,基于改进的等效梁格设计方法,在国内外首次实现了同步测压和测振的冷却塔气弹模型风洞试验,采用作者已提出的大型冷却塔风振计算方法并加载试验获得的两种气动力参数进行风振响应分析,探讨自激力效应对于大型冷却塔表面风压和风振响应的影响。分析表明:自激力对于大型冷却塔表面平均风压的分布特性影响较小、但对脉动风压的分布形式和数值影响较大;自激力对于结构大部分区域风振响应影响的误差都在5%以内,最大值达到10%,定性影响有利有弊。
- 柯世堂侯宪安赵林葛耀君
- 关键词：超大型冷却塔气弹模型风荷载风振响应
- 考虑导风装置大型冷却塔双塔风致干扰效应研究
- 2018年
- 为研究不同导风装置对双塔干扰下大型冷却塔表面平均和脉动风荷载分布特性的影响,基于风洞试验对比研究了三种有导风装置和无导风装置的大型冷却塔表面风压随机分布特性,其中包括平均风压、脉动风压、峰值因子、极值风压以及干扰因子等气动参数。研究结果表明:增设导风装置后塔筒背风面负压区气流紊乱,平均风压呈现明显波动;不同导风装置对塔筒下部断面测点峰值因子影响显著,数值主要分布在3.2~3.6之间;极值风压分布规律类似于冷却塔模态的正反对称特点,外部进水槽对喉部侧风面极值风压增大了近0.5;90°风向角为双塔布置的最不利工况,夹道效应导致塔筒侧风面平均风压、脉动风压与极值风压变化显著,此时带外部进水槽的冷却塔中上部断面层阻力系数的干扰因子达到最大值。
- 朱鹏柯世堂
- 关键词：大型冷却塔脉动风压极值风压
