中国博士后科学基金(2013M530255)
- 作品数：13 被引量：26H指数：3
- 相关作者：柯世堂朱鹏侯宪安杜凌云王浩更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学西北电力设计院华东电力设计院更多>>
- 发文基金：中国博士后科学基金国家自然科学基金江苏省博士后科研资助计划项目更多>>
- 相关领域：建筑科学机械工程更多>>
- 基于大涡模拟增设气动措施冷却塔风荷载频域特性被引量：1
- 2016年
- 为了研究带气动措施的大型冷却塔风荷载频域特性,采用大涡模拟(LES)技术计算得到不同气动措施下冷却塔外表面风荷载时程,将典型断面的平均和脉动风压与国内外实测及风洞试验结果进行对比,验证了大涡模拟的有效性.对平均风压分布曲线、典型断面涡量图、脉动风荷载的功率谱、相关系数及相干函数等频域特性进行研究,分析不同气动措施对大型冷却塔外表面平均风压流场特性和脉动风压频域特性的影响.结果表明:增设气动措施导致塔筒下部进风口区域平均风压局部增大,以弧形导风板最明显;脉动风荷载能量主要集中在低频区域,迎风面测点脉动风能量相对较大;增设气动措施导致塔筒表面风荷载频谱特性更加复杂,风荷载功率谱出现多个峰值点;迎风区测点之间脉动风压相关性较高,增设气动措施对相关系数影响较大,其中导风板的相关系数均达到了0.62以上;测点之间相干性均表现出随频率上升而增大的趋势,并且频率达到0.4Hz后,相干函数接近1.
- 柯世堂朱鹏
- 关键词：大型冷却塔气动措施大涡模拟
- 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
- 考虑气弹效应的超大型冷却塔脉动风压非高斯特性研究被引量：4
- 2013年
- 设计制作可同步测压测振的超大型冷却塔(高度为200 m)完备气弹模型,获取了考虑气弹效应的表面脉动风荷载,并对脉动风压的非高斯统计特性进行研究。基于测点脉动风压时程及其概率密度分布曲线,对具有非高斯分布特性的局部区域作出判断,再从风压信号的时间空间相关性入手,并结合中心极限定理讨论非高斯风压的形成机理,最后基于高阶矩的斜度及峰态值给出非高斯特征的区域划分和判别标准。
- 柯世堂夏逸鸣王法武唐敢
- 关键词：超大型冷却塔非高斯特性脉动风压风洞试验相关系数
- 三种典型子午线型大型冷却塔风致响应分析被引量：8
- 2015年
- 为研究大型双曲冷却塔不同子午线型对其在风荷载作用下强度和稳定的影响,根据某实际工程建立有限元模型,分析了不同子午线型对冷却塔动力特性的影响,比较了规范静风载荷作用下不同线型冷却塔塔筒和支柱风致响应的差异,探讨了线型变化对冷却塔稳定性的影响.结果表明:子午线型的优化在冷却塔结构设计中是十分必要的,"矮胖"型冷却塔基频更高,但其抗风承载性能和稳定性比"高瘦"型塔弱,风致内力和位移响应也较大.
- 王浩柯世堂
- 关键词：大型双曲冷却塔风致响应稳定性分析
- 考虑几何及材料非线性直筒-锥段型钢结构冷却塔风致稳定性能研究被引量：1
- 2019年
- 作为一种新颖的风敏感结构,直筒-锥段型钢结构冷却塔曲面形状和动力特性复杂、结构柔性和风致效应明显增大,整体稳定性能是其结构设计的瓶颈之一,尤其是结构几何、材料非线性及其高阶振型的影响。本文采用CFD技术数值模拟获得钢结构冷却塔表面风荷载分布模式,基于ANSYS软件建立主筒+加强桁架+附属桁架(铰接)耦合的一体化钢结构冷却塔有限元模型,以不同特征值屈曲模态作为初始几何缺陷分布形式,并基于几何及材料双重非线性有限元方法,系统研究了此类钢结构冷却塔在不同风速下低阶和高阶模态的稳定性能,涉及分歧失稳形态、极值失稳形态、临界失稳风速和静风响应。研究表明:考虑几何及材料双重非线性下钢结构冷却塔临界屈曲承载力下降;基阶屈曲波形相对较小,对几何初始缺陷不敏感;随着风速的增大,附属桁架最先发生失稳屈曲,然后依次为加强桁架和主筒。几何初始缺陷系数及阶数的改变对失稳临界风速影响较小,但随着阶数的增加,非线性分析过程中的变形趋势由附属桁架逐渐转移到主筒。所得主要结论可为此类新型钢结构冷却塔的抗风稳定性验算提供参考。
- 柯世堂朱容宽王浩
- 关键词：数值模拟
- 考虑百叶窗透风率超大型冷却塔内吸力风振系数研究被引量：6
- 2018年
- 为研究不同百叶窗透风率下超大型冷却塔内吸力风振系数的分布特性和取值,以国内某在建210m高超大型冷却塔为工程背景,首先通过同步刚体测压风洞试验,得到了不同透风率（0%、15%、30%及100%）下冷却塔结构内表面平均与脉动风荷载。在此基础上,对比分析不同透风率平均和脉动风压分布特性,并采用有限元方法建立了塔筒-支柱-环基一体化仿真分析模型,对该超大型冷却塔进行四种内吸力作用工况下完全瞬态时域动力计算。对比了四种透风率下内吸力风振系数的一维、二维和三维分布特征,分析了以塔筒径向位移、子午向轴力、von Mises应力和环向弯矩四种典型目标响应下的风振系数取值标准,分别给出了此类超大型冷却塔不同透风率下内吸力风振系数的取值建议,即0%、15%、30%及100%透风率下内吸力风振系数分别取为1.69、1.79、1.69和1.57。
- 柯世堂杜凌云侯宪安
- 关键词：超大型冷却塔风洞试验风振系数
- 内外压分别作用下冷却塔风振系数对比研究
- 2019年
- 现有冷却塔规范和文献中关于风振系数的研究和取值建议均针对外表面风荷载作用,并认为内压作用下风振系数与外压作用下的数值一致,这无法真实反映冷却塔内压引起的风振效应。为对比研究内、外压分别作用下超大型冷却塔结构的风振特性及风振系数,以国内某在建超规范限值高210m间接空冷塔为研究对象,首先,进行刚体同步测压风洞试验获取内、外表面平均和脉动风荷载;其次,建立塔筒-支柱-环基一体化有限元模型,采用完全瞬态法对超大型冷却塔在内、外压分别作用下的塔筒风振响应和风振系数进行了精细化计算分析,探讨了以塔筒径向位移、子午向轴力、Von Mises应力和环向弯矩4种典型目标响应下的风振系数取值标准,提炼出超大型冷却塔内、外压作用下的一维、二维和三维风振系数分布规律;最后,分别给出了此类超大型冷却塔内、外压作用下风振系数的取值建议和二维拟合公式。主要结论可为此类超大型冷却塔风振系数的精细化取值提供科学依据。
- 杜凌云柯世堂柯世堂
- 关键词：超大型冷却塔风洞试验风振系数
- 环境激励下冷却塔结构模态测试与阻尼比特性研究被引量：2
- 2020年
- 现行冷却塔结构阻尼比均借鉴荷载规范中钢筋混凝土的5%取值,考虑到冷却塔结构自身构型和材料属性,在理论上其真实阻尼比应小于规范值;阻尼比作为风与地震动力分析的重要输入参数,其取值大小将直接影响冷却塔抗风及抗震安全性,然而,现阶段国内外均缺乏大型冷却塔的现场实测和阻尼比取值研究。选取国内8座典型塔高和塔型的冷却塔进行现场测试,获取了环境激励下塔筒典型部位的加速度响应振动信号。首先采用随机减量法和自然激励技术对实测信号进行预处理,然后结合ARMA,ITD和STD三种模态识别方法获得冷却塔前10阶结构自振频率和阻尼比,并将实测值与有限元结果进行对比和误差分析,再借鉴振型组合的思路推荐了8座测试塔的等效综合阻尼比,最后给出了以基频为目标函数的前10阶模态阻尼比和等效综合阻尼比的估算公式。研究表明,8座冷却塔实测频率与有限元分析结果较为一致,基频最大相差为4.4%;阻尼比识别结果分布较为离散,前10阶模态阻尼比最大为2.86%;8座测试塔的综合等效阻尼比范围均在1.13%-2.16%,误差分析结果表明本文提出的阻尼比拟合公式精度高、稳定性好。
- 柯世堂余玮朱鹏侯宪安姚友成王振宇高玲
- 关键词：模态识别冷却塔自振频率阻尼比
- 超大型冷却塔施工全过程流场作用机理分析
- 2019年
- 已有关于冷却塔表面风荷载的研究均忽略了施工全过程的影响,以国内某在建210 m高超大型冷却塔为工程背景,综合考虑工程进度与计算精度建立8个冷却塔施工全过程三维实体模型.采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)方法获得了施工全过程冷却塔周围流场信息和三维气动力时程,将成塔风压与规范及国内外现有实测曲线进行对比,验证了数值模拟的有效性.在此基础上,对比分析了超大型冷却塔施工全过程外表面流场分布随高度增长的变化规律,归纳总结了冷却塔施工全过程外表面压力系数与层阻力系数三维分布规律,探讨了各施工工况典型截面尾迹流线、涡量云图及湍动能分布差异与产生原因,最终揭示了超大型冷却塔施工全过程三维绕流与风压分布的演化规律.主要结论为进一步理解超大型冷却塔施工全过程流场演化规律与风荷载取值提供科学参考.
- 柯世堂朱鹏
- 关键词：超大型冷却塔大涡模拟流场特性
- 不同导风装置对超大型冷却塔风压特性影响研究被引量：3
- 2016年
- 为研究不同导风装置对超大型冷却塔风压分布特性的影响,通过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分布特性,其中包括平均风压、脉动风压、峰值因子以及极值风压等气动参数,提炼出不同导风装置对大型冷却塔整体和局部风压分布的影响规律,最后给出了不同导风装置下冷却塔极值风压的拟合公式。结果表明:三种导风装置均能有效减少塔筒中部负压极值区域的平均风压,同时也能有效减少塔筒迎风面中上部脉动风压的根方差,尤其以弧形导风板效果最好;不同导风装置均可有效减小塔筒中下部迎风面和负压极值区域的风压极值,尤其以弧形导风板效果最好;考虑不同导风装置下大型冷却塔迎风面、侧风面和背风面峰值因子取值分别为3.29、3.41和3.50。
- 柯世堂朱鹏
- 关键词：超大型冷却塔脉动风压极值风压
