[發明專利]山火誘發鋼結構桿塔結構失效的仿真模擬和安全預警方法

有效

• 申請號: 201811395770.5
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109492925B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 尤飛;楊鵬;徐厚才;周俊輝;王勝
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/23;G06F119/08
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

1.山火誘發鋼結構桿塔結構失效的仿真模擬和安全預警方法，其特征是包括以下步驟：

（1）三維CAD圖紙模型和特征數據庫建立；

（2）分布式非接觸式傳感器數據回傳；

（3）高壓輸電桿塔構件受火熱流場架構和桿件金屬表面溫度場分析；

（4）桿塔結構元件失效準則和抗火預警系統建立；

（5）山火誘發鋼結構桿塔結構失效仿真模擬實驗；

（6）繪制溫度-應力應變雙參量耦合曲線模型；

（7）山火誘發鋼結構桿塔結構失效安全預警程序建立；

所述步驟（1）三維CAD圖紙模型和特征數據庫建立，包括：

1）通過500 kV輸電線路鋼結構桿塔及零部件的技術參數建立三維CAD圖紙模型；

2）利用ANSYS workbench軟件對CAD圖紙模型進行節點及單元劃分、逐步施加極限承載力載荷進行求解，對高壓輸電桿塔桿件進行靜態失效點分析，儲存至典型靜態故障模擬數據庫，建立訓練樣本集；

3）對典型靜態故障進行數字編碼，所述數字編碼使用二段編碼方式，高位字節表示外部載荷級別，低位字節表示外部載荷導致的偏移量，建立雙參量故障風險分析數據庫；

4）將用ICEM軟件劃分好網格的桿塔工程文件導入Fluent中，利用Fluent軟件的熱力耦合功能，設置火線強度、火焰高度、火焰長度、溫度場變化，模擬山火條件下桿塔及其周圍的熱力分布云圖，高溫情況下桿塔承重結構失穩數據，儲存至典型動態故障模擬數據庫，建立訓練樣本集；

5）對典型動態故障進行數字編碼，所述數字編碼使用二段編碼方式，高位字節表示外部熱場編號，低位字節表示熱力分布云圖編號，導入雙參量故障風險分析數據庫。

2.根據權利要求1所述的山火誘發鋼結構桿塔結構失效的仿真模擬和安全預警方法，其特征是所述步驟（2）分布式非接觸式傳感器數據回傳采用分布式非接觸式傳感器數據回傳網絡系統，包括發送設備、接收設備和服務器，所述發送設備通過非接觸式傳感器采集數據信號后進行編碼、載波調制并通過天線發送至接收設備，接收設備接收發送設備發送的信號，實時對載波信號進行解調、解碼，并接入服務器中數據庫進行篩選。

3.根據權利要求2所述的山火誘發鋼結構桿塔結構失效的仿真模擬和安全預警方法，其特征是所述發送設備包括非接觸式傳感器、發射電臺、功率放大器和天線；非接觸式傳感器采集型號輸入模擬數字信號給發射電臺，發射電臺對模擬數字信號進行采集、壓縮、編碼加密后，調制到載波信號上，已調信號通過功率放大器放大后經由天線發送給接收設備。

4.根據權利要求2所述的山火誘發鋼結構桿塔結構失效的仿真模擬和安全預警方法，其特征是所述接收設備包括全向天線、低噪聲放大器、分集合成接收機和服務器，服務器包括數據接收機、服務器主機、網絡交換機和電源模塊；所述發送設備輸出信號通過全向天線、低噪聲放大器輸入分集合成接收機，分集合成接收機將載波信號輸入服務器中的數據接收機，通過服務器主機和網絡交換機上傳至互聯網。