输电线路导线舞动中的混沌运动研究

导线舞动是导致输电线路发生灾难性事故的一个重要原因。探讨了导线舞动中可能存在的运动模式,特别是混沌运动的存在性。首先采用Lagrange方程建立了包含横向和扭转两个自由度的导线运动微分方程,然后采用多尺度法分别对方程在1∶1,2∶1及3∶1内共振情况下进行了求解,得到了各自的平均方程,并根据振幅的可解条件在Ω-U平面内构造出Arnold舌头曲线。根据Arnold舌头法,由不同内共振情况下Arnold舌头的叠加情况,将Ω-U参数平面划分为6个区域。最后,通过数值计算分别研究了6个参数区域中存在的运动模式,风速取U=30.5m/s时,得到了混沌运动。对于该混沌运动发生机理的一种解释为,在特定参数下,导线系统同时存在3种内共振形式,三者之间相互转化导致系统表现出复杂的运动模式。