准椭圆形覆冰导线风洞试验研究：气动力与驰振稳定性

准椭圆形覆冰导线气动力特性试验研究是针对电力输电线在冬季可能出现的覆冰现象进行的一项重要科研工作。该研究由马文勇、顾明、全涌和黄鹏等人在同济大学土木工程防灾国家重点实验室完成，发表于2010年10月的《同济大学学报(自然科学版)》第38卷第10期。论文通过刚性节段模型在高频天平测力风洞试验中，深入探讨了各种因素对覆冰导线气动力特性的影响。 研究主要关注以下几个方面： 1. 模型测试方法：利用高频天平测力技术，研究人员能够在风洞环境中精确测量模型导线所受的气动力。这种技术对于获取高精度的数据至关重要，因为它能捕捉到导线在风载下的微小动态响应。 2. 测试对象：除了圆形截面和裸导线截面外，还研究了6种不同类型的准椭圆形覆冰导线。这些模型覆盖了多种可能的覆冰状态，以全面了解覆冰形状变化对气动力特性的影响。 3. 影响因素：研究分析了多个因素，包括紊流度（即风的不规则性）、风向角（风与导线的相对方向）、覆冰饱满度（覆冰的均匀程度）以及覆冰厚度，这些都是影响导线气动力特性的关键变量。 4. 结果分析：发现紊流度的增加会使得模型导线的力系数绝对值在一定范围内减小，这意味着风的不规则性可能减弱导线的受力。同时，覆冰的形状和风向对导线气动力特性有显著影响，不同的覆冰状态和风向组合可能导致不同的气动效应。 5. 驰振稳定性：研究指出，准椭圆形覆冰导线在特定的风向角范围内有可能发生驰振现象，这是由于覆冰导致的导线质量分布改变和气动特性变化所引起的。驰振是输电线安全运行的一大威胁，可能导致导线断裂。 6. 实际应用：实验数据和结论为风致响应计算提供了基础，有助于理解覆冰导线的破坏机制，对于提高电力系统的稳定性和安全性，尤其是在冰冻气候条件下，具有重要的工程意义。 这项研究对理解和预测覆冰导线在风载下的行为提供了宝贵的科学依据，为电力设施的设计、维护和灾害预防提供了理论支持。同时，也为未来类似研究提供了研究方法和技术路线的参考。