[發(fā)明專利]一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710368008.7
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107291985B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柯世堂;朱鵬;王浩;杜凌云;余瑋;余文林;徐璐;王曉海
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法，其特征在于包含以下步驟：

步驟一：選定目標(biāo)冷卻塔；

步驟二：足尺建立N個典型施工工況冷卻塔實(shí)體模型并進(jìn)行大渦模擬，獲得N個典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)表面脈動風(fēng)壓時程，N為大于1的自然數(shù)；

步驟三：建立N個典型施工工況冷卻塔的有限元模型，并分別進(jìn)行風(fēng)振動力響應(yīng)時程分析；

步驟四：獲得各典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)內(nèi)力或位移響應(yīng)時程；

步驟五：以迎風(fēng)面0°子午向軸力為目標(biāo)給出N個典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)取值；響應(yīng)風(fēng)振系數(shù)的計(jì)算公式具體如下：

式中：β_Ri表示結(jié)點(diǎn)i的響應(yīng)風(fēng)振系數(shù)，R_i、R_ei、R_fi分別為結(jié)點(diǎn)i的總響應(yīng)、平均響應(yīng)和脈動響應(yīng)，g為節(jié)點(diǎn)i的峰值因子；

步驟六：針對冷卻塔成塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛體測壓風(fēng)洞試驗(yàn)，獲得外表面風(fēng)壓時程并進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)時程分析，獲得結(jié)構(gòu)響應(yīng)時程，并以迎風(fēng)面0°子午向軸力為目標(biāo)給出冷卻塔成塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)取值；

步驟七：將數(shù)值模擬N個典型施工工況中冷卻塔成塔結(jié)構(gòu)得到的風(fēng)振系數(shù)結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證數(shù)值模擬計(jì)算的正確性與可行性；

步驟八：根據(jù)數(shù)值模擬獲得N個典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)取值，擬合給出冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)數(shù)值變化的取值公式；冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)擬合公式為：

其中，β₀為成塔風(fēng)振系數(shù)數(shù)值，x為施工模板層數(shù)，y為模板層數(shù)對應(yīng)的風(fēng)振系數(shù)取值，A、B、C為常數(shù)；

步驟九：根據(jù)所述冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)擬合公式，給出冷卻塔各施工模板層風(fēng)振系數(shù)取值。

2.按照權(quán)利要求1所述的一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法，其特征在于：所述步驟一中目標(biāo)冷卻塔為自然通風(fēng)雙曲線型鋼筋混凝土冷卻塔。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法，其特征在于：所述步驟二具體為，采用Rhino軟件建立N個典型施工工況冷卻塔三維實(shí)體模型，采用CFD大渦模擬方法獲得N個典型施工工況冷卻塔三維氣動力時程。

4.按照權(quán)利要求1所述的一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法，其特征在于：所述步驟三具體為，應(yīng)用有限元軟件ANSYS建立N個典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)的有限元模型，各工況有限元模型建立后，加載CFD數(shù)值模擬獲得的各施工工況對應(yīng)的結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓時程，進(jìn)行風(fēng)振時程動力分析。

5.按照權(quán)利要求1所述的一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法，其特征在于：所述步驟四中，通過結(jié)構(gòu)的風(fēng)振動力響應(yīng)分析，采用APDL命令流程序提取N個典型施工工況各單元的子午向軸力與環(huán)向彎矩變化時程，及典型位置節(jié)點(diǎn)的徑向位移變化時程。

6.按照權(quán)利要求1所述的一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法，其特征在于：所述步驟五中，采用《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范》GB-T 50102-2014中相同的以迎風(fēng)面0°子午向軸力為目標(biāo)給出N個典型施工工況冷卻塔結(jié)構(gòu)風(fēng)振系數(shù)取值。

7.按照權(quán)利要求4所述的一種冷卻塔施工全過程風(fēng)振系數(shù)取值方法，其特征在于：所述冷卻塔結(jié)構(gòu)的有限元模型，塔筒及頂部剛性環(huán)采用空間殼單元建模，下部X型柱與環(huán)基采用空間梁單元模擬，塔筒與支柱通過多點(diǎn)約束單元耦合方式連接，有限元計(jì)算模型的總體坐標(biāo)系以沿高度方向?yàn)閆軸，水平向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)分別為X軸和Y軸，其中X軸為順風(fēng)向，Y軸為橫風(fēng)向。