二维模型下的覆冰导线舞动分析与动态仿真

本文主要探讨了覆冰导线在风载作用下的舞动现象及其对高压输电线路安全运行的影响。作者首先介绍了覆冰导线舞动的严重性，特别是在大跨度跨江输电线路上，由于风力和非圆形横截面的影响，舞动发生的频繁性和破坏性。舞动的发生源于运动的不稳定，导致大振幅振动，振幅可高达300倍导线直径，且频率通常在3Hz以上。 文章的核心部分是对导线舞动机理的深入分析。作者引用了Den Hartog的研究，指出当上升力曲线的负斜率大于阻力曲线的纵坐标时，导线会表现出不稳定运动，这是基于一维（横向）振动模型的理解。然而，后续的研究发现，实际情况中导线的横向振动往往伴随着扭转振动，特别是在分裂导线中，迎风侧导线的尾流效应会导致背风侧的振动，形成所谓的“刚体”式运动。 针对这些发现，本文构建了一个横-扭二维运动的物理模型，这一模型比之前的理论更为全面，它不仅包括了Den Hartog的条件，还涵盖了Nigol提出的固有扭转频率与横向振动频率重合可能导致舞动的机制。作者通过建立数学模型，求解了覆冰导线的运动方程，并得到了数值解，进而得到了更为精确的稳定性和舞动抑制的判据。 文中还提到了一种防舞动的措施——失谐摆，尽管最初提出时没有提供充分的证明，但在本文中可能进行了更深入的探讨和改进，以提高其稳定效果。为了实际应用这些理论，作者利用C语言在个人计算机（PC机）上开发了一套导线舞动的仿真系统，对我国中山口大跨越输电线路进行了具体的分析与计算，这有助于电力行业理解和预测覆冰导线舞动的行为，从而采取有效的预防和控制措施。 本文是一篇深入研究覆冰导线舞动机理的重要论文，通过理论建模、数值分析和仿真技术，为高压输电线路的安全管理提供了科学依据和技术支持。