《超大型冷卻塔動態風壓實測與干擾效應風洞試驗研究》是依託同濟大學，由趙林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超大型冷卻塔動態風壓實測與干擾效應風洞試驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙林
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
我國冷卻塔規範風荷載條款仍源自上世紀80年代原型冷卻塔（90m高）實測資料，且僅規定了塔筒表面靜態風壓分布。事實上，超大型冷卻塔（高度≥165m）風振問題與風荷載動態作用關係更加密切，由此導致了冷卻塔物理和數學模型雷諾數效應模擬準則的不完整性，難於準確再現冷卻塔表面動態風荷載與來流條件、塔群組合等參數間的合理關係，已成為制約超大型冷卻塔抗風性能研究和結構設計的瓶頸。為此，擬採用全天候動態風壓採集設備，對徐州某電廠冷卻塔（約166m高）進行通風筒表面動、靜態風壓長期現場觀測，校驗現有的單塔平均風壓雷諾數效應模擬標準，提出具有原創性的冷卻塔超高雷諾數條件（Re≥10E7）脈動風壓雷諾數效應模擬準則。在此基礎之上，結合風洞試驗方法研究多種典型群塔組合條件干擾效應及其機理，著重研究強風動力荷載作用下冷卻塔風致災變全過程物理和有限元模擬方法，再現並探究1965年英國渡橋電廠八座冷卻塔風毀事故原因。
結題摘要
本項目自2010年起，圍繞了五個方面開展研究工作：（1）動態風壓感測器開發、調試及其現場安裝介紹；（2）大型雙曲面冷卻塔表面脈動風壓分布特性研究；（3）雙曲圓截面冷卻塔壁面粗糙度對其繞流動態特性影響；（4）大型雙曲面冷卻塔風致振動耦合效應分析；（5）大型雙曲面冷卻塔氣彈模型風洞試驗和回響特性研究。主要研究進展和成果匯總如下： 一、採用全天候動態風壓採集設備，對徐州某電廠冷卻塔（約166m 高）進行通風筒表面動、靜態風壓長期現場觀測，校驗現有的單塔平均風壓雷諾數效應模擬標準，提出具有原創性的冷卻塔超高雷諾數條件（Re≥10E7）脈動風壓雷諾數效應模擬準則。在此基礎之上，結合風洞試驗方法研究多種典型群塔組合條件干擾效應及其機理，著重研究強風動力荷載作用下冷卻塔風致災變全過程物理和有限元模擬方法。 二、提出了雙曲薄殼冷卻塔氣彈模型等效梁格設計方法，推導了梁格法冷卻塔氣彈模型縮尺剛度計算公式，建議了冷卻塔縮尺模型模擬原型結構高雷諾數條件下表面繞流Reynolds數和Strouhal數效應修正和驗證辦法。設計加工1:200比例測壓測振一體化的等效梁格冷卻塔氣彈模型，在同濟大學TJ-3風洞中，進行了冷卻塔單塔測振風洞試驗，在模型頻率、振型、氣動力參數模擬，風振係數分布和試驗易操作性方面均取得良好的較果，較好地避免了傳統連續介質模型設計方法的不足。 三、結合全模態耦合CQC算法，對超大塔結構的風振回響進行了深入的探討，研究了多種回響分量在子午向及環向斷面上的數值大小及分布特徵，表明結構共振回響在總體風振回響占主導地位。基於試驗結果並結合數值算法探討了自激力效應對於大型冷卻塔表面風壓和風振回響的影響，結果表明自激力對於表面平均風壓的分布特性影響甚小、對脈動風壓的分布和數值影響較大。 四、項目組參加國際合作與學術交流5次，完成國際學術會議報告總計7次。擔任國際、國內學術組織要職2人次。發表標註本項目資助的國際論文約20篇，國內重要期刊論文28篇，其中SCI和EI收錄28篇。 五、2012年申請獲得國家自然科學基金委“優秀青年科學基金”人材項目。獲得2010年浙江省科學技術獎一等獎、2011年中國公路學會科學技術獎二等獎。申請國家發明專利1項、授權和申請實用新型專利1項、申請獲得軟體著作權3項。 六、項目執行期內共資助培養畢業研究生5名，其中2名研究生已經畢業，全部標註了本項目資助。
