徐璐
- 作品数：9 被引量：25H指数：3
- 供职机构：南京航空航天大学航空宇航学院土木工程系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目更多>>
- 相关领域：建筑科学动力工程及工程热物理机械工程更多>>
- 考虑停机位置风力机塔架-叶片耦合体系风致稳定性能分析
- 2020年
- 强风停机状态下叶片位置会显著影响风力机塔架的绕流及稳定性能。以南京航空航天大学自主研发的3 MW水平轴风力机为研究对象,采用CFD方法对叶片单个旋转周期间8个停机位置下风力机塔架-叶片体系的流场进行数值模拟,并与规范曲线进行对比验证数值方法的有效性。此外,结合有限元方法计算不同停机位置下风力机体系动力特性、静风响应、屈曲稳定性能和极限承载力。在此基础上,提炼出停机状态下叶片位置对风力机体系风致响应和稳定性能的演化规律,归纳总结出此类风力机体系风致失稳破坏的最不利控制工况。研究表明:在风力机叶片的1个旋转周期内,当叶片与塔架完全重合(即工况1)时,体系气动性能最差但静风响应较小;随着叶片顺时针旋转,其风致稳定性能呈现先增大后减小的规律,在工况3处其临界失稳风速达到最大,在工况6处临界失稳风速最小。同时研究发现:风力机塔架与叶片的耦合效应会产生一种能显著提高体系极限承载能力的"逆向效应",并且随着叶片对塔架遮挡面积的减小,该"逆向效应"愈加显著。
- 柯世堂徐璐徐璐葛耀君
- 关键词：风力机结构动力响应极限承载力
- 基于现场实测冷却塔最不利荷载组合的探讨及参数灵敏度分析被引量：1
- 2018年
- 现有研究缺乏真实阻尼比下大型冷却塔荷载组合受力性能和最不利控制工况的研究。以国内某大型冷却塔为对象,基于现场实测获得的真实阻尼比识别结果(2. 16%),采用反应谱方法计算真实及规范(5%)阻尼比下大型冷却塔地震响应,并结合自重、风、冬温和日照下单项荷载计算结果,进行了8个基本和偶然荷载组合工况的对比分析。在此基础上,提炼出阻尼比对冷却塔不同部位荷载组合受力分布特性的影响规律,定量分析了规范及真实阻尼比对偶然荷载组合的影响程度;并将偶然与基本荷载组合工况下最不利内力结果进行对比分析,归纳给出了此类大型冷却塔最不利受力控制工况;最后,采用扰动法对荷载组合中的控制载荷进行了灵敏度分析,提炼出影响控制荷载的关键因素。研究表明:真实阻尼比下的工况5为偶然荷载组合的控制工况,较规范阻尼比下大约59. 58%,但仍小于基本荷载组合工况1的结果。综合说明在考虑真实阻尼比时,仍可采用现行规范基本荷载组合中的工况1进行此类大型冷却塔结构内力设计,其结果安全可靠;地震设防烈度对结构受力最为敏感,在结构设计时需谨慎对待。
- 徐璐柯世堂
- 关键词：大型冷却塔阻尼比荷载组合受力性能
- 加劲环和子午肋对超大型冷却塔施工过程风致稳定性能和极限承载力的影响
- 2018年
- 为研究内部加劲环和外部子午肋对超大型冷却塔施工过程风致稳定性的影响,以国内某电厂在建的高度为220 m的超大型冷却塔为研究对象,针对光滑塔、加肋塔、加环塔和加肋加环塔4种设计方案,分别进行考虑内吸力、施工荷载、混凝土龄期实时变化的冷却塔施工全过程整体、局部稳定性及极限承载力对比分析。在此基础上,研究加劲环和子午肋对施工期超大型冷却塔风致稳定性能的影响规律。研究结果表明:加劲环可有效提高冷却塔施工全过程的屈曲稳定性,但对结构的局部稳定性不利;布设子午肋导致结构施工全过程屈曲稳定性和极限承载力降低,但可提高结构的局部稳定性;布置加劲环和子午肋可显著改善冷却塔整体、局部和施工全过程屈曲稳定性能及极限承载力。
- 柯世堂徐璐朱鹏
- 关键词：超大型冷却塔加劲环极限承载力
- 风雨下考虑偏航效应风力机流场及气动载荷被引量：3
- 2019年
- 为了研究狂风暴雨环境中大型风力机在复杂工况下的流场特性和气动性能,以南京航空航天大学自主研发的5 MW风力机塔架-叶片体系为例,采用计算流体动力学(CFD)技术开展最不利叶片停机位置下考虑6个偏航角(0°、5°、10°、20°、30°和45°)影响的风力机风场模拟,添加离散相模型(DPM)开展风-雨耦合同步迭代计算,对比研究不同偏航角对风力机周围风场和雨场特性的影响规律.建立不同偏航角下的风-雨等效压力系数新模型,给出相应的公式,针对风雨作用下的不同偏航角工况塔架和叶片表面等效压力系数进行系统分析.研究结果表明,附加雨荷载效应对该类风力机叶片迎风面和塔架迎风面两侧各40°区域内压力的影响不容忽视.
- 柯世堂余文林徐璐杜凌云余玮杨青
- 关键词：风力机流场特性气动载荷
- 大型冷却塔自振频率估算方法及拟合优度分析被引量：13
- 2018年
- 自振频率是评估结构动态变形和受力性能的关键因素,现有冷却塔结构自振频率主要基于有限元分析手段,缺乏简单有效的冷却塔自振频率估算公式.为解决该问题,以国内某179 m高的大型冷却塔为基准塔,首先通过改变结构典型参数获得基准塔的38个模型并进行动力特性分析,同时提炼出基频频率随结构参数的变化规律;然后采用拉丁超立方抽样法进行结构自振频率参数的敏感性分析,获取了不同阶数下各参数的敏感因子.在此基础上,创新性地拟合提出考虑敏感因子权重值的多参数的基频实用估算公式.最后,选择国内8座典型塔高和塔型的冷却塔进行现场测试,采用不同模态识别方法获得冷却塔前10阶自振频率,进行了实测冷却塔结构参数的拟合优度分析.研究表明:自振频率对冷却塔高度最为敏感,其敏感因子显著大于其它参数的敏感因子;实测塔计算结果验证了基频实用估算公式的有效性,基频拟合优度最大值为0.996,其中各目标塔拟合优度的均值和均方差分别为0.948和0.047.误差分析表明本文提出的自振频率估算公式精度高、稳定性好.
- 徐璐柯世堂
- 关键词：冷却塔自振频率模态识别
- 基于大涡模拟超大型冷却塔施工期风荷载时域特性分析被引量：7
- 2018年
- 现有冷却塔风荷载研究成果均忽略了施工期的影响,以国内在建世界最高220 m超大型冷却塔为对象,基于大涡模拟(LES)方法获得了施工期冷却塔周围流场信息和三维气动力时程,并将成塔平均风压分布结果与规范及实测曲线进行对比验证了数值模拟的有效性.在此基础上,对比分析了冷却塔施工期平均风压分布规律和流场特性,并基于不同工况下冷却塔周围速度和涡量变化提炼出施工期流场特性与作用机理,揭示了施工期冷却塔脉动风压、极值风压、升/阻力系数及测点间相关性的分布规律,最终基于非线性最小二乘法原理给出了随高度变化的极值风压拟合公式.研究结果表明,端部效应的影响使冷却塔负压极值随施工高度增加由-3.91升至-1.75后降至-2.28,升力系数随施工高度增加逐渐减小,而阻力系数呈先减小后增大的趋势,脉动风荷载的相关性随高度变化先增强后变弱.主要结论可供此类大型冷却塔施工期设计风荷载取值参考.
- 柯世堂徐璐朱鹏
- 关键词：超大型冷却塔施工期大涡模拟时域特性极值风压
- 基于LHS冷却塔敏感性分析及频率估算
- 2019年
- 现有冷却塔结构自振频率主要基于有限元分析手段,缺乏简单有效的冷却塔自振频率估算公式。为解决该问题,以国内某179m高的大型冷却塔为基准塔,首先,通过改变结构典型参数(塔高、喉部高度、喉部直径、进风口高度和支柱截面积)获得基准塔的38个模型并进行动力特性分析,同时提炼出基频和倾覆频率随结构参数的变化规律;然后,用扰动法和拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,简称LHS)两种方法进行结构自振频率参数的敏感性分析,获取了不同阶数下各参数的敏感因子,在此基础上,创新性地拟合提出考虑敏感因子权重值的多参数基频和倾覆频率的实用估算公式;最后,验证自振频率估算公式的精度,选择课题组已有研究的冷却塔进行了误差分析。揭示结构参数对大型冷却塔自振频率的敏感性具有重要意义,可为冷却塔结构抗风抗震设计、动力特性优化设计等提供指导。
- 柯世堂徐璐
- 关键词：冷却塔有限元分析自振频率
- 中小尺度嵌套下考虑停机位置的大型风力机体系风振响应分析被引量：2
- 2020年
- 国内外风工程界采用的风力机体系风效应分析方法通常基于良态气候模式,而台风边界层风特性不同于良态气候模式,台风作用过程中会表现出明显的时空变异性和多尺度涡结构。针对现存土木工程台风模型理论体系过度简化的问题,引入考虑真实台风场强变异性和衰减效应的中尺度天气预报模式(WRF)对“鹦鹉”台风进行高时空分辨率模拟,重点对比台风登陆前、登陆时和登陆后台风风向和风强特征,并结合模拟台风中心路径与实测路径的对比结果验证了中尺度台风“鹦鹉”模拟的有效性。以中国东南沿海地区某风电厂5 MW水平轴风力机为对象,基于WRF模拟获得近地面三维风场数据,并结合小尺度CFD大涡模拟技术分别对叶片单个旋转周期不同停机位置工况进行三维非定常数值模拟。在此基础上,结合有限元完全瞬态法对不同停机工况进行了风振响应动力时程分析,提炼出停机位置对体系风振响应和风振系数的影响规律,最终归纳总结了台风作用下大型风力机体系最不利停机位置。结果表明:采用WRF模式可以有效模拟近地面台风风场,拟合的台风剖面指数为0.076;台风下塔架内力和风振系数显著增大,尤其是与塔架相对位置最近的叶片风振响应最为不利,内力最大增幅达35%。分析发现:当台风作用下大型风力机处于停机状态,下叶片与塔架完全重合(工况1)时为最不利,旋转至上叶片完全重合(工况5)时安全余度最大。
- 徐璐柯世堂
- 关键词：风力机大涡模拟风振响应风振系数
