定日镜结构风振响应的时域分析

定日镜是塔式太阳能发电系统中的重要设备，其结构轻巧，对阵风反应敏感，设计中应着重考虑风荷载的作用。由于定日镜体型特殊，使用时处于多种工况工作状态，需要对其在风荷载作用下的响应进行专门研究。因此对定13镜刚性模型进行了三维风荷载风洞试验，得到定13镜在竖向转角0°～90°（每10°一次定位），风向角0°～180°（每15°测量一次）范围内共130种工况下，镜面表面脉动风压时程数据。建立有限元模型对定日镜结构进行模态分析和风振响应计算。通过计算得到了风振位移响应峰值，并且从镜面表面脉动风成因入手深入研究了结构动力反应的规律，结果表明，竖向转角较小时，整个镜面各部分背景响应值接近，镜面底部存在多阶共振反应；随着转角θ增大，空气在靠近镜面的一方分离，在远端再附着，形成脱落旋，镜面上部的动力响应增加。文章还对有代表性的工况进行了结点位移反应谱分析，汇总出多种工况下定日镜表面风压风振系数，为结构设计提供依据。

定日镜群风荷载干扰效应的数值模拟

定日镜通常以群的形式出现,在气流流过时,各个单体之间会出现干扰效应,影响到它们的风压分布以及流场特性。为了研究这种干扰效应,建立数值风洞模型,编制相应的UDF程序,模拟B类地貌下大气边界层风场入口条件,选用标准k-ε模型模拟计算不利工况、常用工况、停放工况下的两定日镜前后径向布置的干扰效应和四定日镜辐射状布置的干扰效应,计算风力干扰因子,给出其流场分布图,分析不同工况、不同距离、不同布置形式等因素对定日镜表面风压的影响。计算中通过选用混合网格强制内部非结构化网格向外部结构化网格过渡,使用Gambit软件中的Size Function功能,在确保网格精度的同时大大减小了计算量。研究结果表明:在径向布置定日镜中,后方定日镜处于前方定日镜的尾流区,其表面风压减小较为明显,仰角为0°时对距离影响最为敏感;辐射状布置的定日镜受到斜侧前方定日镜干扰,表面风压呈现增长趋势。

定日镜的风压分布与脉动特性

定日镜结构的形体特殊，不同于普通的建筑结构。采用表面测压技术对定日镜模型进行了三维风荷载风洞试验，得到了各测点风向角0°～180°范围内，竖向角为0°～90°情况下，镜面平均风压和脉动风压的分布，重点探讨了镜面脉动风压特性。研究结果表明脉动风荷载功率谱变化受湍流风速和旋涡脱落的影响，并与斯托哈罗数有关；镜面正反两侧脉动风压主要呈正相关特性，在顺风向情况下相关系数较小，横风向情况下相关系数较大；风向角及竖向转角较小时，脉动风压更好地符合高斯分布。

低矮房屋屋面脉动风压的预测

利用实测手段研究结构表面风压时,因测点布置数量有限,整个风场面貌不能充分反映,通常用插值法,但直接对时间序列插值难以实现。基于POD技术并借鉴地理统计学中"网格化"思想,对各阶空间本征向量进行处理,引入克里金法插值方法,编制与Surfer软件接口的Matlab程序,利用Surfer软件强大空间插值功能,对结构表面各阶本征向量进行空间插值。通过对台风发生时实测得到的低矮房屋屋盖风压时序的预测及误差分析验证该方法的可行性。研究表明克里金法可弥补三角线性插值法无法外插测点连线范围以外数值的不足,在风压变化梯度较大区域具有优于距离反比法的预测效果。该方法具有较强的通用性,可广泛应用于风洞试验和现场实测。

POD法在定日镜风振响应计算中的应用

定日镜结构风振响应中有多个振型参与,利用完全二次型组合法(CQC)可以考虑各振型间的耦合作用,得到精确结果,但计算量很大,因此提出将随机风场本征正交分解(POD)技术运用到定日镜结构响应计算中。首先给出了POD法原理,讨论了如何将POD法与CQC法结合进行结构脉动响应的频域分析;然后利用POD法分解风洞试验中多通道电子式压力扫描阀系统同步采集到的定日镜表面风压时程,分析了其本征向量的分布特点,以及各阶模态的贡献情况;最后计算出定日镜风致位移响应的均方根,并且对比采用不同阶数模态缩减得到均方根响应的误差。结果表明将POD法引入到风振响应分析中可以大大减少计算工作量并且能保证足够的精度。

索桁式玻璃幕墙风荷载时程模拟及风振响应

在利用时域分析法研究索桁式玻璃幕墙在脉动风荷载作用下的响应情况时,需要得到其表面脉动风压时程数据.以随高度变化的风速谱(Sim iu谱)为基础,通过自回归线性滤波法,模拟出空间多结点相关脉动风压时程随机序列;由模拟结果计算出的功率谱与目标功率谱吻合良好.将所得时程数据加载在索桁式玻璃幕墙的有限元模型上进行瞬态计算,对位移结果做统计分析,获得适用于结构设计使用的风振系数.

定日镜表面风压的重构与预测

在利用风洞试验研究结构表面风压时,测点数量往往不能满足结构计算要求,为了得到未布置测点处的风压时程,需要进行插值预测。文章结合风洞试验同步采集到的风压时程数据,利用本征正交分解(POD)技术分析了定日镜表面风场分布特点;根据风压相关系数矩阵经POD分解后成为时间主坐标与空间本征向量这一特点,编制了Matlab程序,实现其与Surfer软件接口,选取距离反比法、三角形线性插值法和克里金法(Kriging)等不同插值方法对本征向量进行空间插值;研究了参与模态阶数对重构风压序列精度的影响,并计算了预测点风压时间序列。结果表明:随着参与重构的模态数量增加,重构与测量风压序列逐渐接近;在三种插值预测方法中三角形线性插值法和克里金法预测效果优于距离反比法。

超高层筒中筒结构桩筏基础共同作用现场实测与数值分析

通过对陕西省邮政电信网管中心大楼桩筏基础的沉降观测及反力的部分现场实测结果的分析,利用大型有限元软件ANSYS ,地基土采用弹塑性本构关系,筏板采用中厚板理论,建立了超高层筒中筒结构、桩筏基础和地基土的三维有限元模型,进行了三者在竖向荷载作用下共同作用的非线性数值分析,对黄土地区超高层建筑桩筏基础的沉降、受力和桩土分担比进行了探讨。分析表明:基础沉降、桩土荷载分担比等实测结果与数值分析吻合较好,在黄土地区建设超高层建筑采用超长灌注桩对于减小基础沉降有显著效果;筒体结构对基础刚度贡献的影响范围约为8层;筏板内力分布复杂,与上部结构形式和布桩方式等因素密切相关,且筏板悬挑端部弯矩很大。

基于拟合优度法的薄板表面风压高斯特性判别

为了研究特殊部位、特殊风向中,薄板型结构表面风压对高斯特性的符合程度,采用拟合优度法对采样点风压时程序列进行检验分析.研究结果表明:薄板型结构顺风向情况下,迎风面大部分区域的风压属于高斯分布,但在"驻点"周围存在零散的非高斯区域,而背风面底部存在能量较高的小旋涡,因此其表面风压表现出明显的非高斯特性.横风向情况下,由于受到有组织旋涡的影响,大部分区域表现出明显的非高斯特性.拟合优度法可以直接获得判定结果,不需要人为判断,从而解决传统方法使用偏度、峰度等参数作为分辨参考依据时,无法给出确定结论的不足.

流场物理特性在脉动风压系数估算中的应用

利用数值模拟技术计算脉动风压需要进行非定常瞬态模拟,计算量过大.为了提高计算效率,文章根据准定常理论,用预测点高度的入口风速代替参考点高度风速,修正了Paterson、黄本才等人提出的脉动风压估算公式.通过由CFD模拟得到的独立柱支撑平板结构的平均风压系数、参考点风速、湍流动能等参数估算了其脉动风压系数,发现大多数工况下与风洞试验结果相吻合.研究表明,可以利用定常模拟计算结果中获得的参数估算出脉动风压系数.

大型电站锅炉飞灰含碳量的调整与控制

以华能大连电厂锅炉实际运行为例,探讨大型火电站锅炉飞灰含碳量的重要性、影响因素,提出调整和控制飞灰含碳量的方法,为大型火电站锅炉飞灰含碳量的控制、锅炉的优化运行提供参考。

混凝土结构课程全过程实践性教学改革的研究

混凝土结构是土木工程专业的一门核心课程,具有很强的综合性与实践性。为了调动学生学习的主动性,培养其基本工程素养,本文从案例教学在理论课程中的应用、课程设计在教学中的引导地位、实习基地的建设与使用,以及结合新规范建设试题库等角度进行研究,提出了混凝土结构课程全过程实践教学改革的思想。

应用型本科院校混凝土结构设计原理的教学改革

混凝土结构设计原理是土木工程专业重要的必修课程,文章结合应用型本科院校的培养目标,针对目前教学中存在的普遍问题,从教学内容、教学平台、教学手段和考核机制等四个方面进行研究,探讨其教学改革的方法,为同类院校提高该课程的教学质量做出参考。

土木工程专业毕业设计常见问题解析——以高层框架结构设计为例

结合土木工程专业教学的重点,以高层框架结构设计为例,讨论毕业设计中的常见问题。总结了框架结构设计的流程,分析了结构布置、电算控制指标、梁柱线刚度、荷载计算、内力计算及组合、截面设计等环节中的学生易犯的错误,提出正确的做法,为土木工程毕业设计的教学提供参考。

几种插值方法在风压测试中的应用

为了获得现场实测和风洞实验中测点较为稀疏地区的风压系数,以及弥补"坏点"造成的数据缺失问题,引入地理信息系统中有关数字高程模型的理念.以某单坡屋面为例,将实测结果进行网格化处理,并用风压系数代替高程数值,利用多种类型的插值方式获取待估位置的风压系数,最后分析对比不同方法的计算精度.结果表明克里格方法效果最好.

MPS-89G磨煤机变加载系统改造分析

在分析MPS-89G中速磨煤机系统存在问题的基础上,对磨煤机加载系统加以改造并进行试验,结果表明磨煤机在变加载方式下对不同煤种的适应性得到增强,提高了经济性,为大型火电站锅炉经济运行提供了有益的参考。

大型燃煤电站粉煤灰的特性及综合利用

介绍了我国粉煤灰的综合利用现状,从大型燃煤电站情况出发,分析了粉煤灰的特性、影响因素,对我国当前的粉煤灰综合利用意义、发展前景加以探讨,并提出建议及措施,为同类型企业粉煤灰的综合利用提供参考。

静力计算中的弹性支座

针对《结构力学》中的难点—具有弹性支座的结构计算问题进行讨论。由其作用机理出发,讲解了具有弹性支座结构的位移计算,超静定结构内力计算等静力问题的解决方法。

谈大型电站粉煤灰的综合利用

从大型电站实际情况出发,着重谈了粉煤灰的基本性质、影响因素以及我国目前情况下的粉煤灰综合利用情况,并对其发展前景作了较为全面的介绍,对大型火电站锅炉粉煤灰的综合利用提供了有益的参考。

地下水位升降对沿岸建筑的影响

本文介绍了沿岸地下水升降对地基基础的不利影响,旨在为广大工程人员提供参考。