风向角

摘要： 基于刚性模型测压风洞试验,分析了0°~90°风向角范围内宽厚比为1∶4矩形柱的气动特性,得到了其风压系数、气动力系数和斯托罗哈数随风向角的变化规律。结果表明,平均阻力系数随着风向角的增大先减小后增大;平均升力系数的绝对值随着风向角的增大先增大后减小;平均扭矩系数分别在α为55°和85°时取得极小值和极大值。脉动气动力系数在α≤25°时整体较α>25°时大。斯托罗哈数在α为15°~35°和85°~90°时发生了突变现象。

摘要： 以某发电厂气膜煤棚为研究背景,为研究风向角和周边建筑对气膜煤棚风荷载特性的影响,采用风洞试验的方法测试并分析了气膜煤棚体型系数和整体力系数的变化规律。结果表明,无周边建筑下,煤棚的最大正体型系数在迎风面的底部,最大负体型系数在迎风面两侧拐角处,最大整体力系数发生在75°~90°和270°~285°风向角之间。煤棚在长度、跨度和竖直方向上最大整体力系数分别为0.44、0.63、1.26,周边建筑干扰效应使煤棚迎风面底部体型系数减小,在一些风向角下煤棚所受整体力系数甚至表现为显著的放大效应。

摘要： 为了满足长江南岸的用电需求,跨长江输电塔的建设规模不断扩大。依托江苏凤城至梅里385 m高的大跨越工程,开展精细化三维有限元数值模拟,系统研究了风速、风向角、土层参数和桩径对大跨越塔桩基变形特性的影响。发现风荷载作用下,大跨越塔所受的最大拉力和压力均位于塔脚位置。45°、60°风向对跨越塔桩基影响最大,45°、60°风向引起的桩基水平位移和沉降比0°、90°风向工况大13.0%和26.9%。上部土层压缩模量增加一倍后,风荷载引起的桩基最大水平位移降幅高达28.9%,而黏聚力增加一倍后桩基最大水平位移降幅不到3%。随着跨越塔桩基直径的增加,风荷载引起的桩基水平位移不断降低;但是桩径从1.4 m增至2.0 m后,桩基最大水平位移降幅不足10%。相比于采取大直径桩,上部软土层加固能更好地限制风荷载引起的桩基位移。研究成果为跨长江输电塔桩基设计提供一定的指导。

摘要： 基于计算流体动力学理论,采用雷诺平均法对下击暴流下单立柱四面式广告牌结构风压分布进行了三维数值计算。结合各面板风压系数分布图和总风压系数曲线,分析了风向角、径向距离对广告牌风压分布特性的影响,并得出了风压系数极值及其出现位置。结果表明:各面板上下边缘的风压系数对加速气流吸力的影响较为敏感,总风压系数曲线在面板交接处附近均会出现压力极值;在α=15°时,面板C、D的总风压系数极大值接近1.6;风压系数分布规律不会随径向距离的变化而改变,广告牌表面总风压系数随径向距离增加而降低;风压系数极值易发生于面板四周边缘,在抗风设计时要注意加强相应区域。

摘要： 首先,在风洞中采用1:16.8的模型研究了不同风向角对市域动车组气动性能的影响;其次,采用压力扫描阀和六分度天平对1.5节和3节列车编组的市域动车组模型的头车车体压力分布和气动性能进行了测试;最后,分析了风向角对列车流线型头部压力分布和列车气动力的影响。实验结果表明:压力系数在主型线斜率最大处最小。当风向角为55°时,横风对车头横截面的侧向力系数和压力系数影响最大。在风洞实验中,若风向角在24.2°内,用1.5节车编组代替3节车编组有明显的空间优势。此外,升力系数C_(L)、横摇力矩系数C_(Mx)、侧向力系数C_(S)和阻力系数C_(D)的相对误差均在5.95%以内,实验精度满足要求。

摘要： 为探究在强风作用下高速列车的空气动力性能,建立3车编组CRH3动车组在侧风下明线运行的三维计算模型,在FLUENT软件中对其空气流场进行数值模拟。当列车运行速度为60 m/s时,风向角分别选取0°、±3°、±6°、±9°、±12°、±15°、±18°、±21°、±24°,计算列车表面压力分布和流场域空气流速变化情况。结果表明:车体表面正压最大值和负压最大值与风向角呈现正相关性,压力最大值位于车头正对迎风侧部位,车体表面近壁区域空气流速也与风向角具有正相关性。

摘要： 为验证兰新高铁大风环境下列车运行安全性,采用积分的方法,测试实车试验列车的横向力、升力和倾覆力矩,研究环境风速、车速、车辆编组位置、挡风墙类型及运行线别和方向对列车气动载荷变化规律的影响。结果表明:列车气动载荷与环境风速的1.2~1.6次方成正比,且随着车速的提高,气动载荷与环境风速拟合的幂次减小;列车气动载荷与车速的0.46~0.60次方成正比,环境风速越大,列车气动载荷受车速的影响越小;相同环境风速和车速条件下,头车的气动载荷大于尾车;最大正倾覆力矩出现次数由多到少依次为过渡段、路堑和板式挡风墙,最大负倾覆力矩出现次数最多的为板式挡风墙,其次为路堑;在环境风方向偏离线路垂直方向一定偏角的情况下,列车逆风方向运行时的气动载荷大于顺风方向。实车试验测得的气动载荷数据为大风环境下列车安全评估提供了依据。

摘要： 利用1000 kV特高压变电构架在均匀流、A类和B类地貌高频底部测力天平风洞试验同步测量的基底弯矩和反力的时程数据,对变电构架整体及节段模型的气动力系数功率谱以及均值、均方根、峰度和偏度等统计特性对比分析,详细考察风向、地貌等因素对风荷载特性的影响规律并探讨不同流场下输电构架整体与节段模型的气动力特性比例关系.研究结果表明:以A节段模型为例,0°风向均匀流场、A类和B类地貌下Cx均值和均方根值之比分别为1:1.58:1.57和1:1.60:1.59,与之对应,Cy均值和均方根值之比分别为1:7.00:7.57和1:1.53:1.30.整体和各节段模型对比分析发现,90°风向均匀流场下整体模型与四个节段模型Cx的均值和均方根值之比分别为1:0.02:0.26:0.22:0.38和1:0.06:0.37:0.32:0.41,Cy的均值和均方根值之比分别为1:0.46:0.57:0.43:0.69和1:0.47:0.58:0.44:0.70.基于时域和频域的综合对比分析明确1000 kV特高压变电构架的最不利风向角以及设计风荷载的取值,为工程设计提供参考.

摘要： 体型系数和角度风荷载系数是风荷载计算的重要参数.将中国规范与美国规范、欧洲规范、日本规范、澳洲规范、IEC规范以及相关风洞试验结果进行对比,分析体型系数和角度风荷载系数的差异.按中国规范,对一直线塔增加75°大风工况进行内力分析.结果表明:中国规范低估了角钢塔体型系数;中国规范钢管塔的体型系数与风洞试验结果比较接近;日本规范角钢塔和相关风洞试验在15°或30°风向角时塔身总风荷载最大;75°大风工况的塔身主材内力平均增大约4.9％.建议对中国规范的角钢塔体型系数和角度风荷载系数做进一步研究,以及直线塔增加75°大风工况.

摘要： 为研究不同风向角下高速铁路列车气动力特性,分析流线型列车周围流场结构差异对列车气动力影响,以高速铁路典型CRH2列车为研究背景,采用风洞试验和数值模拟相结合的研究手段对不同工况下列车气动力和流场结构进行分析.研究结果表明:测压和测力试验结果具有很好的一致性,数值模拟与风洞试验结果吻合良好,可用来分析风向角对列车气动特性的影响;分析得出头车和中车的风压分布和气动力变化规律显著不同,随着风向角的增大,头车侧力系数和升力系数先增大后减小,在风向角为60°左右达到最大值,中车侧力系数和升力系数一直增大,列车绕流状态具有明显的三维特性,不同风向角下气流绕列车呈不同绕流形式,在小于60°风向角下,列车绕流场主要呈流线型结构绕流特性,而大于60°风向角下,列车绕流场主要表现为钝体绕流特性,两种不同绕流状态导致列车气动力特性差异.

摘要： 列车在高速运行的过程中,由于列车运行时的列车风以及自然风的存在,列车会受到风荷载的作用.并且自然风具有时空多变性、桥梁会改变列车周围的绕流特性以及隧道对列车绕流的影响,同时不同的研究方法对气动力结果也存在一定的影响,所以列车气动力特性一直是列车动力学研究的重点.为了保证列车在均匀流中进行试验而不受风洞壁的影响，利用铝合金型材搭建高0.5m的试验平台，利用风洞实验室高速段转盘对列车模型的风向角进行调节，高速列车所处风环境的风向角对列车气动特性影响较大，随着风向角的增大，列车头车的气动力系数先增大后减小。因此研究列车头车气动力特性时需考虑风向角。

摘要： 驰振是一种发生在细长结构上的、以横风向为主的大幅振动,从断面形式上来看,常常发生在非圆形断面上,如导线覆冰改变其形状,形成椭圆形,新月形或类似D形断面,其中D形断面常常被用来研究覆冰导线的气动力特性,采用刚性模型测压试验研究风向角对D形断面柱体静态气动力特性的影响,为以后实际工程中抑制驰振提供借鉴.

摘要： 本文以方形断面细长结构为研究对象,通过刚性节段模型测压风洞试验,研究了方形断面细长结构气动力特性随风向角的变化规律.研究结果表明:在亚临界区雷诺数对特定风向角下方形断面结构气动力特性几乎没有影响,但随风向角的增大平均阻力系数先减小后增大,平均升力系数先减小后增大.

摘要： 超高烟囱由于长细比大且一般所处场地的基本风速非常大,其风荷载及风致振动问题日益突出.针对于此,该文通过刚性模型测压风洞试验,对超高烟囱的风压分布开展了研究和分析,分析了有无干扰对于烟囱外表面风压分布的影响规律,探讨了在局部开孔情况下,风向角对内压分布的影响.研究结果表明,在无干扰状态下,仅有分离点附近风压分布随高度变化明显,且呈现随高度增加,风压逐渐增大,然后保持不变的规律;在有干扰状态下,风向角α=0°时,在1～8层范围内,风压分布随高度变化显著,高度越低,环向各个位置的体型系数越均匀,且绝对值越靠近0,高度越高,越接近圆柱绕流的风压分布,在8～18层范围内,风压分布与圆柱绕流的风压分布规律接近,且随高度变化不大;对于内压而言,其随高度变化很小,但随风向角变化显著,从0°至90°,内压逐渐减小,绝对值最大,最大甚至可以达到-0.8,应该受到重视.

摘要： 近年来,越来越多的超高层建筑不断涌现出来,并朝向千米量级发展.一般而言,该类建筑属于风敏感结构,风荷载会成为其主要控制荷载,因此,掌握结构在风荷载作用下的风振特性、尤其是其涡激共振机理,从而防止超高层建筑发生共振破坏显得尤为重要.气弹模型测振试验是研究结构与风之间相互作用的重要工具,然而,目前大多采用该方法对一些结构形式简单的类矩形截面柱体进行基础性、机理性的研究.然而,当今超高层建筑往往期望通过合理的外形降低风致响应,其造型已变的愈发新颖,因此,基于上述类矩形截面柱状模型得到的结论已难以指导当代高层建筑的设计.多塔连体式结构是可供超高层建筑采用的结构体系之一,本文对拟建于大连的四塔连体式千米级超高层建筑进行了气弹模型风洞试验研究.给出了其在几个典型风向角下的位移响应,分析了结构在发生涡激共振时的气动阻尼变化规律.并进一步基于其位移频谱特性对涡激共振机理做了深入探讨,确定了该大楼的临界风速及共振"锁定范围".通过本文研究,可为该四塔连体式千米摩天大楼的抗风设计提供依据,同时也可提升对超高层建筑气弹现象的认识.

摘要： L形断面是高层建筑常见的平面布置形式之一,在中高烈度地震设防区域,结构设计人员为满足抗震安全性的要求,有时会通过设置防震缝,将其分成互相分离的两规则部分分别进行设计.由于干扰效应的存在,各建筑在规范给定风向角下的风致响应并不一定是各风向角中的最大值.因此,如若直接按照现行荷载规范对设缝设计中的两分离部分进行体型系数和风振系数的取值,可能会使结构达不到安全性或者舒适性的要求.本文针对两个设缝L形断面高层建筑模型进行了B类地貌下的同步测压风洞试验，分别得到了不同风向角时四个分离规则矩形建筑的层三分力系数时程，在选取合理结构动力参数的基础上，计算得到了结构各自的顶部位移和加速度数值，针对两种响应随风向角的变化规律以及响应峰值对应的风向角进行了详细的分析。

摘要： 为了研究折叠落地四坡帐篷表面的积雪分布,基于计算流体动力学的基本原理,采用FLUENT软件对立方体周围积雪分布进行数值模拟,发现模拟结果与实测结果吻合较好,验证了各参数选取的可靠性;在此基础上,以风向角为参数,获得了各风向角下帐篷表面积雪分布规律及其积雪分布系数.研究结果表明:在5m/s风速下该帐篷表面积雪整体呈侵蚀状态,仅局部区域产生较大沉积,最大积雪分布系数为1.23(60°风向角下产生);0°风向角下,靠近迎风侧的屋顶区域积雪堆积较多,雪荷载较大;在其他风向角下,随着风向角的改变帐篷表面积雪分布不断改变,迎风面积雪变化幅度较大,迎风屋顶区域整体呈完全侵蚀状态,背风屋顶积雪变化幅度较大,背风面积雪堆积较多但变化幅度较小;得到了整体屋面积雪分布系数表可供设计使用.

摘要： 超大跨度穹顶结构一般都具有质量轻、刚度小、自振频率低等特点,对风荷载十分敏感,其风压系数分布的研究对工程设计意义重大.规范对于相似外形的落地拱屋面的风荷载规定能否直接应用于800m跨度柱面穹顶设计中,还不明确;同时,根据工程实际的需求,穹顶形式多样,不同的矢跨比、尺度大小和纵横比对风压系数分布的影响也未知.因此,采用经过准确性验证的CFD数值模拟方法对不同形式的穹顶进行风压系数分布的数值模拟,分析800m跨度柱面穹顶的风荷载分布特性;将模拟结果和现行荷载规范对比,探讨规范条文的适用性,并且分析了风向角、矢跨比、尺寸效应和纵横比对风压系数分布的影响.结果表明,现行荷载规范条文无法直接应用于超大跨度柱面穹顶的设计;矢跨比对风压系数的分布影响最大,纵横比的影响次之,矢跨比一定时,穹顶结构风荷载基本不随结构跨度变化.本文计算方法及相关结论可为以后超大跨度穹顶风荷载相关研究提供重要参考.

摘要： 通过复杂大跨度悬挑屋盖结构在长安大学CA-1风洞进行的刚性模型测压试验,对屋盖的平均和脉动风荷载特性进行详细研究.得到屋盖平均和脉动风压系数,结构分区体型系数,并比较了屋盖上各区域的脉动风压频谱,研究了风向角和不同工况等参数对风压频谱的影响,随后对屋盖上、下表面的相关性进行了详细分析.试验结果表明,风向角的变化直接影响着屋盖的风压系数分布与体型系数;迎风挑檐处(尤其角部区域)一般为高负压区,在设计中需采取必要的构造措施,防止屋盖角部被风荷载掀起而破坏;脉动风压谱的普遍规律是随着频率增大呈衰减趋势,曲线大多呈现出宽频特性,能量在很宽的频段上分布;通过各区域测点的脉动风压谱对比可以看出测点的频谱特性在屋盖长度方向上基本一致,而沿屋盖跨度方向上的频谱变化较为显著;脉动风压谱的频谱分布同流场密切相关,风向角对流场改变显著,不同工况对屋盖上表面流场改变不大,对下表面流场改变显著,因而不同风向角对屋盖频谱分布以及不同工况对屋盖下表面频谱分布的影响较为显著;计算脉动风压时不应忽略上、下表面相关性.

摘要： 基于计算流体动力学(CFD)软件FLUENT,对开敞式双跨拱形轻质屋盖结构的风压分布情况进行研究设计不同风向角(00、450、900)和不同风攻角(-50、00、+50)的五个计算模型进行对比分析,研究发现:风向角对屋盖上下表面的风压分布均有较大影响;当风向角为450和900时,屋盖的上表面边缘均会产生较大的风吸力带,极易造成屋盖风吸破坏,应引起注意;当风向角为900时,背风跨屋脊处的总风压在大部分区域大于迎风跨,且以风吸力为主;风攻角对屋盖的上表面风压分布影响较小,对下表面的风压分布影响较大;在不同的风攻角作用下,上表面屋脊中心线的风压均为风吸力,由两边向中间增加,当风攻角为-50时,屋脊中心线的风吸力最大;当风攻角为+50时,下表面屋脊中心线的风吸力最大,当风攻角为00时,屋脊中心线的风吸力最小.

摘要： 本发明公开了一种基于风向方位角的风力发电机组保护控制方法，包括以下步骤：步骤1：对风电场的机组进行风向方位角校准；步骤2：记录机组风向方位角历史数据，按风电场方位角区域建立机组分组数据库；步骤3：风电场风速达到风电场有效风速，机组状态满足条件则进入风向方位角保护控制模式；步骤4：风向方位角保护控制模式下机组的风向方位角出现异常则触发报警。本发明不需要增加额外传感器，按风电场方位角区域即可建立机组分组数据库；并通过对组内机组测量的风向方位角异常判断，能够实现风力发电机组的风向及扭缆传感器的异常保护控制。

摘要： 本发明涉及一种风向测量装置安装偏差角测量和校正系统，包括结构主体、V型定位机构和调整机构；所述V型定位机构的两端与所述结构主体的两侧固定，所述V型定位机构和所述结构主体围成内部具有空腔的结构，风向测量装置卡装在所述空腔内；所述调整机构设置于所述结构主体上，并与所述V型定位机构相对设置；所述调整机构用于调整其自身的圆心与风向测量装置的中轴线对齐。本发明能够进行安装误差的修正和校准工作，避免风电机组的电量损失，提高风电机组的发电量。

摘要： 本发明涉及一种基于风轮锥角控制的下风向风力机功率调节方法及装置，具体为：采集风力机传动链低速轴的转速值、轮毂处来流风速值、初始风轮锥角值、初始风轮半径与给定的需求风力机额定功率值，传输至控制单元；控制单元根据风轮锥角计算模型确定锥角值，并给出风轮锥角的变化量，传输至执行器完成风轮锥角控制。本发明可根据不同额定功率需求有效控制下风向风力机的输出功率，提升下风向风力机的能量供给品质，并降低其叶根载荷。

摘要： 本发明公开了一种基于风向方位角的风力发电机组保护控制方法，包括以下步骤：步骤1：对风电场的机组进行风向方位角校准；步骤2：记录机组风向方位角历史数据，按风电场方位角区域建立机组分组数据库；步骤3：风电场风速达到风电场有效风速，机组状态满足条件则进入风向方位角保护控制模式；步骤4：风向方位角保护控制模式下机组的风向方位角出现异常则触发报警。本发明不需要增加额外传感器，按风电场方位角区域即可建立机组分组数据库；并通过对组内机组测量的风向方位角异常判断，能够实现风力发电机组的风向及扭缆传感器的异常保护控制。

摘要： 本发明公开了一种可自由调节风攻角和风向角的风致振动能量吸收装置，应用在风洞试验装置领域，包括固定座、吸能杆和叶片；吸能杆包括内芯和套设于内芯外侧的压电层，吸能杆两端沿径向分别开设有两个相互垂直的通孔；固定座和叶片分别通过第一T型件和第二T型件穿设在两个通孔内，并通过分别连接于第一T型件和第二T型件直段侧的外螺纹的第一锁紧螺母和第二锁紧螺母固定于吸能杆两侧；压电层内含有压电材料，压电层外侧设有与压电材料电性导通的导电端；导电端与电能存储器有线电连接。本发明可模拟不同风攻角和风向角的横风作用下产生的振动机械能转化为电能的转化特性，为风力发电机工作时振动产生干扰的消解及振动的转化再利用提供理论研究支持。

摘要： 本发明实施例提供一种风向方位角的检测方法、装置及风力发电机组，其中，风向方位角的检测方法包括：利用风电机组的风向标测量在预设的机舱坐标系中的相对风向角；根据所述风电机组的偏航角以及所述风电机组安装时在预设的方位角坐标系中的机舱安装角，获取机舱在所述方位角坐标系中的机舱方位角；根据所述机舱方位角，将所述相对风向角从所述机舱坐标系向所述方位角坐标系进行坐标变换，以得到所述相对风向角在所述方位角坐标系下对应的风向方位角。本发明提供的方案，能够利用风电机组已有的数据获得风向方位角，从而避免因增设检测设备而造成的成本增加，且有利于风机运行优化和运维管理。

摘要： 本发明涉及一种用于不同风向角的风电机组尾流确定方法，包括：基于实际坐标系，通过坐标旋转，建立辅助坐标系；在辅助坐标系中，采用风机尾流模型，确定风机尾流区域各点的风速；通过坐标转换，将尾流区域各点在辅助坐标系中的坐标转换为实际坐标系中的坐标。本发明提供的技术方案可实现风向偏转条件下，计算风电机组的尾流分布位置，及尾流区域内任意点的风速值。该发明适用于任意风向偏转角度，适用于各种尾流模型，可用于计算风电机组间的尾流影响、风电场的尾流影响。

摘要： 本发明公开了一种可自由调节风攻角和风向角的风致振动能量吸收装置，应用在风洞试验装置领域，包括固定座、吸能杆和叶片；吸能杆包括内芯和套设于内芯外侧的压电层，吸能杆两端沿径向分别开设有两个相互垂直的通孔；固定座和叶片分别通过第一T型件和第二T型件穿设在两个通孔内，并通过分别连接于第一T型件和第二T型件直段侧的外螺纹的第一锁紧螺母和第二锁紧螺母固定于吸能杆两侧；压电层内含有压电材料，压电层外侧设有与压电材料电性导通的导电端；导电端与电能存储器有线电连接。本发明可模拟不同风攻角和风向角的横风作用下产生的振动机械能转化为电能的转化特性，为风力发电机工作时振动产生干扰的消解及振动的转化再利用提供理论研究支持。

摘要： 本发明公开了一种不同风向角和风攻角组合的自动控制转换装置，其特征在于，包括：机体，固定在风洞地面上；托盘，分布于所述机体的上方，所述托盘上固定设置有试验模型；俯仰机构，设置在所述机体内，并与所述托盘连接，用于驱动所述托盘相对于所述机体作俯仰运动，以改变所述托盘上的所述试验模型的风攻角；旋转机构，设置在所述机体内，并与所述托盘连接，用于驱动所述托盘相对于所述机体旋转，以改变所述托盘上的所述试验模型的风向角。

摘要： 本实用新型属于桥梁吊杆振动控制技术领域，涉及一种可自适应风向角的桥梁吊杆风振控制装置，包括吊杆、转动体和圆环；圆环外壁开有滑槽，内壁安装有若干弹性机构，弹性机构包括接触板和弹簧，弹簧一端与接触板连接，另一端与圆环内壁连接；圆环由第一半圆环和第二半圆环拼接而成，圆环设有若干个，圆环套设在吊杆外壁；滑槽内设有滚轮机构，转动体通过滚轮机构与圆环连接。在自然风作用下，当转动体与风向不一致时，风场产生额外的复位扭矩，使转动体绕圆环转动以实时调整风向；当转动体与来流风向一致时，可以改善吊杆断面周围的流场，从而控制风致振动，本实用新型能够自适应不同风向的来流风，有效抑制风引起的吊杆振动。