下击暴流风最不利输电线风荷载分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

目的

本次毕业论文的主要目的是在课题组已有输电线抗雷暴风研究的基础上，基于高等数学、结构力学、钢结构、混凝土结构设计、弹性力学等相关知识，运用matlab程序和有限元分析软件建立起输电线-塔模型，并分析出不同结构参数的输电线-塔系统受下击暴流风作用时的最不利风荷载分布及其对应的工况，并总结出合理的输电线-塔抗雷暴风致荷载的评估方法，为提高防灾可靠性提供计算和理论依据。

意义

随着土木工程的发展，大型复杂结构趋向于高大、轻柔，因此，强风荷载往往成为设计荷载的重要控制工况。与此同时，高压输电线路是国民经济中至关重要的生命线工程，是国家的能源命脉。它通常由数十米高的支撑铁塔和数百米长的柔性大跨输电线组成，由于一直暴露在大气自然环境中，极易受到风灾的破坏。尤其在内陆地区，下击暴流、龙卷风等局部雷暴气象更是输电线路破坏的主要原因。输电线路结构兼具了高耸结构和大跨结构二者的特点，二者的相互影响和耦合作用，使得输电线路结构抗风性能的研究复杂性大大超过了民用建筑结构，是少有的典型风敏感结构。下击暴流这类小尺度的突发性的非平稳强风在时空分布和特性上与台风等边界层强风有显著的区别。因此，随着时代的前行，合理地评估下击暴流风致荷载是如今全世界土木工程防灾减灾领域亟待解决的瓶颈和热点问题。

国内外研究现状

自从1978年由fujita正式提出下击暴流的定义以来，国内外学者对下击暴流的研究一直在进行，并取得了一定的研究成果，主要可以分为：现场实测，解析模型、物理模拟、数值模拟等。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

本文的主要研究内容及步骤如下所示：

（1）采用合适的研究模型，并且忽略脉动风的影响，模拟下击暴流平均风风场，通过改变下击暴流中心与输电线路相对位置、风速、射流直径等参数，获得多个下击暴流工况。

（2）采用有限元软件建立精确的输电线-绝缘子模型，改变该模型中跨数、跨度、高度等参数，获得多个输电线-绝缘子模型，同时对这些模型进行自重和动力模态分析，检验其准确性。

3. 研究计划与安排

第3周开始：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需相关规范，熟悉背景知识，查阅相关的中文和外文参考文献。确定方案，完成开题报告。

第4－6周：在老师的指导下，根据毕业设计任务书的要求，熟悉matlab编程计算，在已有的多跨输电线路结构的非线性力学荷载模型基础上。考察不同下击暴流风场参数下，不同输电线结构参数下三维风振动张力作用的响应规律和影响因素。

第7－9周： 学习输电杆塔结构有限元建模，进行自重和动力模态的分析，对模型进行校验。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]汪大海,徐康,李志豪,陈念,李志国.四分裂大跨输电线风振响应的标准气弹性风洞试验,第十八届全国风工程研究生论坛,2017.8,长沙.

[2]amal elawady,aboshosha h.,el damattya..aero-elastic response of transmission line system subjected to downburstwind: experimental validation of a numerical model[j].wind andstructures.2018;27(2):71-88.

[3]aboshosha h.,el damatty a..effective techniqueto analyze transmission line conductors under high intensity winds[j]. wind andstructures.2014;18(3):235-252.