输电塔风雨荷载特性的CFD数值模拟

TU347; 本文基于欧拉多相流方法研究了输电塔表面的风雨荷载分布特性.首先基于现有某风驱雨实测模型建立CFD数值模型,基于欧拉多相流模型模拟获得结构表面雨滴抓取率,将模拟结果与现有实测数据进行对比,验证本文模拟结果的准确性.以某106.6 m高的钢管输电塔为例,基于输电塔结构特性将整塔沿高度分段,建立精细化输电塔CFD模型.采用SST k-ω湍流模型模拟输电塔周围的流场,获得各塔段阻力系数,将模拟结果与现有规范进行对比验证风场模拟的准确性.雨相基于欧拉多相流通过Fluent的用户自定义函数(UDF)求解.选择合适的雨滴谱和雨滴粒径,求得不同粒径雨滴在计算域入口处的末速度和体积分数,模拟获得雨...

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Published in防灾减灾工程学报 Vol. 44; no. 5; pp. 1115 - 1125
Main Authors 荣卫涛, 王振国, 姜文东, 徐枫, 段忠东, 欧进萍
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院,广东 深圳 518055%国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,浙江 杭州 310014%国网浙江省电力有限公司,浙江 杭州 310007 01.10.2024
Subjects
wind-driven rain
风驱雨
catch ratio
抓取率
wind and rain load
输电塔
数值模拟
transmission tower
风雨荷载
numerical simulation
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ISSN1672-2132
DOI10.13409/j.cnki.jdpme.20230614001

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Summary:TU347; 本文基于欧拉多相流方法研究了输电塔表面的风雨荷载分布特性.首先基于现有某风驱雨实测模型建立CFD数值模型,基于欧拉多相流模型模拟获得结构表面雨滴抓取率,将模拟结果与现有实测数据进行对比,验证本文模拟结果的准确性.以某106.6 m高的钢管输电塔为例,基于输电塔结构特性将整塔沿高度分段,建立精细化输电塔CFD模型.采用SST k-ω湍流模型模拟输电塔周围的流场,获得各塔段阻力系数,将模拟结果与现有规范进行对比验证风场模拟的准确性.雨相基于欧拉多相流通过Fluent的用户自定义函数(UDF)求解.选择合适的雨滴谱和雨滴粒径,求得不同粒径雨滴在计算域入口处的末速度和体积分数,模拟获得雨滴冲击壁面时的速度和体积分数,进而求得模型壁面抓取率和风驱雨荷载.结果表明:本模拟所得雨荷载与公式方法所得结果吻合较好,输电塔的风驱雨荷载随着降雨强度增大而增大.当降雨强度为709 mm/h时,输电塔各段顺风向雨荷载的最大值为风荷载的5.1%.
ISSN:1672-2132
DOI:10.13409/j.cnki.jdpme.20230614001