国家自然科学基金(51208254)
- 作品数：52 被引量：170H指数：8
- 相关作者：柯世堂王同光杜凌云朱鹏葛耀君更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学同济大学西北电力设计院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金江苏省自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学动力工程及工程热物理理学自动化与计算机技术更多>>
- 考虑地形效应的大型电视塔等效静风荷载分析被引量：3
- 2016年
- 以在建的位于南京秀山顶部某大型电视塔工程为背景,考虑山顶地形三维效应的影响,对其进行了周边地形风洞试验和高频天平测力(HFFB)试验.基于改进的等效静风荷载(ESWLs)组合方法,对不同风向角、荷载工况和等效目标下该电视塔的基底内力和各层ESWLs进行了研究.在此基础上,进一步探讨了山顶地形、阻尼比和等效目标对此类电视塔结构风力分布特性的影响规律,并推荐了5种典型的最不利荷载组合工况下的各层ESWLs.结果表明:山地效应对于此类电视塔结构风力分布的影响显著;各层ESWLs沿高度分布规律受风向角、阻尼比以及等效目标的影响较弱;等效目标和阻尼比对主体结构的各层ESWLs数值大小影响明显,但对桅杆部分的影响则较弱.
- 柯世堂王浩
- 关键词：电视塔地形效应等效静风荷载
- 等效静力风荷载背景和共振之间的耦合效应
- 2013年
- 在结构动力学和随机振动理论基础上,推导出结构脉动风总响应的实际理论组合公式,首次定义了耦合恢复力协方差矩阵这一参数,提出用于补偿背景和共振分量之间耦合项的一致耦合方法(CCM)来求解结构的总风致响应,并赋予等效静风荷载背景和共振耦合项以明确的物理含义。以某大跨屋盖结构为例,采用CCM法进行风致响应和等效静风荷载计算,通过与全模态完全二次型组合(CQC)计算结果进行对比分析,深入揭示了背景和共振耦合项的作用机理,验证了本文方法的高精度和有效性,为此类结构风致响应和等效静风荷载的精确求解和机理研究提供新的思路。
- 柯世堂王法武周奇周志勇赵林
- 关键词：风致响应等效静风荷载大跨屋盖结构
- 基于大涡模拟增设气动措施冷却塔风荷载频域特性被引量：1
- 2016年
- 为了研究带气动措施的大型冷却塔风荷载频域特性,采用大涡模拟(LES)技术计算得到不同气动措施下冷却塔外表面风荷载时程,将典型断面的平均和脉动风压与国内外实测及风洞试验结果进行对比,验证了大涡模拟的有效性.对平均风压分布曲线、典型断面涡量图、脉动风荷载的功率谱、相关系数及相干函数等频域特性进行研究,分析不同气动措施对大型冷却塔外表面平均风压流场特性和脉动风压频域特性的影响.结果表明:增设气动措施导致塔筒下部进风口区域平均风压局部增大,以弧形导风板最明显;脉动风荷载能量主要集中在低频区域,迎风面测点脉动风能量相对较大;增设气动措施导致塔筒表面风荷载频谱特性更加复杂,风荷载功率谱出现多个峰值点;迎风区测点之间脉动风压相关性较高,增设气动措施对相关系数影响较大,其中导风板的相关系数均达到了0.62以上;测点之间相干性均表现出随频率上升而增大的趋势,并且频率达到0.4Hz后,相干函数接近1.
- 柯世堂朱鹏
- 关键词：大型冷却塔气动措施大涡模拟
- 基于小波逆变换方法的风力机风场数值模拟研究被引量：1
- 2015年
- 针对风力机随机风场的特点,采用小波逆变换方法,仿真出相互独立的风力机随机风场,并对其进行空间相关性修正。以1.5 MW风力机为算例,分析了3种风功率频谱的差异特点,基于空间变化的改进Von karman功率频谱模型,采用Littlewood-Paley小波基作为小波逆变换的正交基函数,利用小波系数和功率频谱密度函数的关系进行了空间相关性修正,模拟出风场36个节点风速时程,并通过时域分析、频域分析以及时频联合分析,得到模拟频谱与目标频谱吻合较好的结论。该结论表明了风力机风场的非平稳性、局部相似性和间隙性,以及高非线性风速功率频谱的逼近性,证明了小波逆变换方法在模拟风力机随机风场的有效性和准确性。
- 曹九发王同光龚正柯世堂
- 关键词：风力机随机风场
- 考虑导风装置大型冷却塔双塔风致干扰效应研究
- 2018年
- 为研究不同导风装置对双塔干扰下大型冷却塔表面平均和脉动风荷载分布特性的影响,基于风洞试验对比研究了三种有导风装置和无导风装置的大型冷却塔表面风压随机分布特性,其中包括平均风压、脉动风压、峰值因子、极值风压以及干扰因子等气动参数。研究结果表明:增设导风装置后塔筒背风面负压区气流紊乱,平均风压呈现明显波动;不同导风装置对塔筒下部断面测点峰值因子影响显著,数值主要分布在3.2~3.6之间;极值风压分布规律类似于冷却塔模态的正反对称特点,外部进水槽对喉部侧风面极值风压增大了近0.5;90°风向角为双塔布置的最不利工况,夹道效应导致塔筒侧风面平均风压、脉动风压与极值风压变化显著,此时带外部进水槽的冷却塔中上部断面层阻力系数的干扰因子达到最大值。
- 朱鹏柯世堂
- 关键词：大型冷却塔脉动风压极值风压
- 考虑气弹效应的超大型冷却塔脉动风压非高斯特性研究被引量：4
- 2013年
- 设计制作可同步测压测振的超大型冷却塔(高度为200 m)完备气弹模型,获取了考虑气弹效应的表面脉动风荷载,并对脉动风压的非高斯统计特性进行研究。基于测点脉动风压时程及其概率密度分布曲线,对具有非高斯分布特性的局部区域作出判断,再从风压信号的时间空间相关性入手,并结合中心极限定理讨论非高斯风压的形成机理,最后基于高阶矩的斜度及峰态值给出非高斯特征的区域划分和判别标准。
- 柯世堂夏逸鸣王法武唐敢
- 关键词：超大型冷却塔非高斯特性脉动风压风洞试验相关系数
- 高度200m特大型冷却塔二维风振系数取值方法及分布规律研究被引量：7
- 2017年
- 为系统研究超过规范高度限值(190 m)的特大型冷却塔风振特性及风振系数,以国内某在建的高度200 m的特大型冷却塔为研究对象,基于大涡模拟技术对该冷却塔进行了平均和脉动风荷载的数值模拟,并将模拟结果与规范曲线以及国内外现有实测结果进行对比,验证数值模拟方法的有效性。在此基础上,采用有限元方法对该特大型冷却塔的动力特性、风振响应与风振系数进行了系统分析,探讨了以塔筒迎风面子午向轴力、迎风面的von Mises应力、节点径向位移、子午向轴力和环向弯矩为目标响应的风振系数取值方法,归纳出高度200 m特大型冷却塔二维风振系数空间分布特征显著且在塔筒底部及背风区普遍较大的分布规律,给出了此类特大型冷却塔风振系数的取值建议和二维拟合公式。主要研究结论可为高度200 m特大型冷却塔的抗风设计提供科学依据。
- 柯世堂余文林
- 关键词：大涡模拟风振系数
- 土木工程结构抗风课程教学改革与实践被引量：1
- 2013年
- 结合当前教育部卓越工程师培养计划和国内外高等工程教育发展趋势,对土木工程结构抗风课程的教学内容与体系、教学方法和手段、学生能力培养等方面进行了全面的探索和有效的改革。加强了课程建设,培养了学生的交叉学科学习兴趣,提高了学生的综合素质和创新能力,教学质量稳步提高,教学评价名列前茅,被评为校级精品课程。并为下一步现代教学和评价模式改革打下基础。
- 柯世堂陈少林吴谨
- 关键词：教学改革
- 三种典型子午线型大型冷却塔风致响应分析被引量：8
- 2015年
- 为研究大型双曲冷却塔不同子午线型对其在风荷载作用下强度和稳定的影响,根据某实际工程建立有限元模型,分析了不同子午线型对冷却塔动力特性的影响,比较了规范静风载荷作用下不同线型冷却塔塔筒和支柱风致响应的差异,探讨了线型变化对冷却塔稳定性的影响.结果表明:子午线型的优化在冷却塔结构设计中是十分必要的,"矮胖"型冷却塔基频更高,但其抗风承载性能和稳定性比"高瘦"型塔弱,风致内力和位移响应也较大.
- 王浩柯世堂
- 关键词：大型双曲冷却塔风致响应稳定性分析
- 大型风力机全机风振响应和等效静力风荷载被引量：8
- 2014年
- 建立新一代超大功率风力机系统,考虑风轮离心力的"风轮-机舱-塔体-基础"一体化有限元模型,输入采用基于谐波叠加法和叶素-动量理论计算的考虑风轮旋转、塔架-风轮模态和气动相干效应的脉动风荷载;结合考虑结构背景、共振及耦合项的风振精细化计算方法,研究风力机塔-轮系统的风振响应、等效静力风荷载(ESWL)和动力放大系数的分布特性.结果表明:新一代大型风力机塔-轮系统的风振呈现多模态耦合、多振型响应和多目标等效3个显著特征,其中塔架中上部和风轮由共振响应主导,塔架底部背景和共振响应相当,背景和共振交叉项影响不能忽略.
- 柯世堂王同光陈少林葛耀君
- 关键词：谐波叠加法风振响应
