[發(fā)明專利]橫風向下的桅桿響應(yīng)計算方法、裝置、計算機設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811449969.1
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109635392B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙海新
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州廣電計量檢測股份有限公司;廣州廣電計量檢測（上海）有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周清華

本發(fā)明涉及一種橫風向下的桅桿響應(yīng)計算方法、裝置、計算機設(shè)備。該方法包括：根據(jù)桅桿所處地形處的標準高度確定所述標準高度處的平均風速；根據(jù)所述標準高度處的平均風速和臨界風速確定所述桅桿的共振受力范圍；根據(jù)所述桅桿的共振受力范圍將所述桅桿在高度上劃分成多段，并計算出每段桅桿上的平均風速；根據(jù)每段桅桿上的平均風速以及預(yù)設(shè)的流場域參數(shù)建立每段桅桿上的流場域模型，并根據(jù)所述流場域模型以及每段桅桿上的平均風速確定各段桅桿上的壓力時程曲線；根據(jù)各段桅桿上的壓力時程曲線計算出各段桅桿的響應(yīng)，所述各段桅桿的響應(yīng)包括各段桅桿上的風壓的幅值和各段桅桿上的風壓的頻率。利用該方法計算出的橫風向下的桅桿響應(yīng)比較準確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風工程應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種橫風向下的桅桿響應(yīng)計算方法、裝置、計算機設(shè)備。

背景技術(shù)

桅桿在風的作用下，不但會出現(xiàn)順風向的平均風響應(yīng)，而且會同時出現(xiàn)橫風向旋渦脫落風陣響應(yīng)。當橫風向旋渦脫落頻率與桅桿的自振頻率一致時，桅桿會產(chǎn)生很大的橫風向共振，如不注意，桅桿將產(chǎn)生破壞或損壞。因此，對桅桿的橫風向旋渦脫落風陣響應(yīng)的研究很有必要。

傳統(tǒng)的在對橫風向下桅桿響應(yīng)進行計算時，利用的是與桅桿形狀有關(guān)的近似經(jīng)驗系數(shù)，同時基于順風向風載荷類型的求解公式和一些簡化公式，采用解積分和解微分的方法來求解出橫風向下的桅桿響應(yīng)。

由于上述求解過程采用的是近似經(jīng)驗系數(shù)和一些簡化公式，從而使得計算出的橫風向下的桅桿響應(yīng)不準確。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述計算出的橫風向下的桅桿響應(yīng)不準確的問題，提供一種橫風向下的桅桿響應(yīng)計算方法、裝置、計算機設(shè)備。

一種橫風向下的桅桿響應(yīng)計算方法，包括：

根據(jù)桅桿所處地形處的標準高度確定所述標準高度處的平均風速；

根據(jù)所述標準高度處的平均風速和臨界風速確定所述桅桿的共振受力范圍；其中，所述臨界風速指的是所述桅桿和流體產(chǎn)生共振時的風速；

根據(jù)所述桅桿的共振受力范圍將所述桅桿在高度上劃分成多段，并計算出每段桅桿上的平均風速；

根據(jù)每段桅桿上的平均風速以及預(yù)設(shè)的流場域參數(shù)建立每段桅桿上的流場域模型，并根據(jù)所述流場域模型以及每段桅桿上的平均風速確定各段桅桿上的壓力時程曲線；其中，所述壓力時程曲線用于表征各段桅桿上的風壓隨時間變化的關(guān)系；

根據(jù)各段桅桿上的壓力時程曲線計算出各段桅桿的響應(yīng)，所述各段桅桿的響應(yīng)包括各段桅桿上的風壓的幅值和各段桅桿上的風壓的頻率。

在其中一個實施例中，所述根據(jù)所述標準高度處的平均風速和臨界風速確定所述桅桿的共振受力范圍，包括：

根據(jù)所述標準高度處的平均風速和第一臨界風速，計算所述共振受力范圍的起點高度；

根據(jù)所述標準高度處的平均風速和第二臨界風速，計算所述共振受力范圍的終點高度；

將所述起點高度和所述終點高度之間的范圍，確定為所述共振受力范圍。

在其中一個實施例中，所述第一臨界風速和所述第二臨界風速根據(jù)公式確定；其中，所述v_c為第一臨界風速，所述第二臨界風速等于1.3v_c，所述B(z)為所述桅桿橫截面的直徑，St為斯托羅哈數(shù)，T為所述桅桿的自振周期。

在其中一個實施例中，所述起點高度H₁通過包含的關(guān)系式確定，其中，所述v₀為所述標準高度處的平均風速，所述α為所述桅桿所處的地面粗糙度，所述z₀為標準高度；所述終點高度H₂通過包含/的關(guān)系式確定。

在其中一個實施例中，若所述終點高度大于所述桅桿頂部的高度時，則確定所述終點高度為所述桅桿頂部的高度；