大型冷却塔结构分析的若干问题

简要介绍大型自然通风冷却塔结构设计中所遇到的问题,以及冷却塔的应力分析、抗震分析、稳定性分析和风振等研究的进展.     

旋转双曲面自然通风冷却塔塔筒筒壁在集中载荷作用下的应力分析

对于双曲线冷却塔这样一种大型薄壳结构,通常的设计和计算都是在假定壳体承受分布荷载的前提下进行的,而在实际当中有时会遇到塔体受集中荷载作用的情况.本文针对这一问题,着重叙述了在计算中如何对集中荷载进行数学上的简化处理,利用现有的旋转壳应力分析程序给出一实际的数值算例,以及对计算结果的分析.     

大型冷却塔的风致振动响应数值分析

风荷载是大型冷却塔建筑设计的主要荷载之一,通过风振时域分析可以全面地了解塔身的风振响应特性。本文探讨了采用线性滤波法中的自回归模型(auto-regressive,AR)模拟大型冷却塔风致振动响应的数值方法。首先根据AR模型,基于随机模拟方法,计算冷却塔表面不同高度的随机脉动风压。通过将随机脉动风压和平均风压作为冷却塔表面的外载,采用有限元分析软件计算某冷却塔的风致振动响应。结果表明,基于随机脉动风荷载模拟的数值计算方法,能正确反映冷却塔塔身的风振响应。该方法特别适用于冷却塔高度超出规范要求的情况下,评估冷却塔的风振响应。     

基于压力迭代修正的大型冷却塔抗风性能分析

目前,大型冷却塔的抗风性能分析主要把得到的风压分布施加到结构上进行结构计算,没有考虑风载引起的结构变形对风压分布的影响,会产生较大的误差。本文结合计算流体力学与有限元分析的特点,建立了考虑结构变形影响的风压迭代修正模型,进行平均风压下大型冷却塔的抗风性能分析,并讨论了内部空气流动及淋水层的影响。计算结果与规范分析结果进...     

飞机壁板结构的动特性分析与计算

本文以“修正的变分方法”为基础推导了一种新的飞机壁板结构动力分析方法.该法不需要将结构理想化或离散化而直接对复杂的飞机壁板结构进行特征分析或响应分析,方法的实质是将一个复杂结构划分为一个参考结构和一些附加结构,而把这些附加结构视为作用在该参考结构上的广义力,这些广义力由系统能量的变分求得.同时,本文还将有限条法与各向异性壳法相结合,发展了新的有限条分析方法.文中通过固有频率的计算,对这种方法的计算精度和应用场合等问题进行了讨论.     

三种典型子午线型大型冷却塔风致响应分析

为研究大型双曲冷却塔不同子午线型对其在风荷载作用下强度和稳定的影响,根据某实际工程建立有限元模型,分析了不同子午线型对冷却塔动力特性的影响,比较了规范静风载荷作用下不同线型冷却塔塔筒和支柱风致响应的差异,探讨了线型变化对冷却塔稳定性的影响.结果表明:子午线型的优化在冷却塔结构设计中是十分必要的, "矮胖"型冷却塔基频更高,但其抗风承载性能和稳定性比"高瘦"型塔弱,风致内力和位移响应也较大.     

板锥网壳结构的连续化分析

板锥网壳结构是一种受力性能合理，技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文将板锥网壳结构连续化为能共同作用的特殊形式的三层薄壳，按薄壳理论建立其位移法和混合法的基本微分方程。通过对微分方程的求解，计算其整体位移及结构内力。该法具有一定的精度，可宏观地了解结构的力学性能，并可用于板锥网壳结构的初步设计。     

一类梁系结构线性稳定性分析的简化处理

本文给出了旋转壳与支承支柱系统组合结构线性稳定性分析的简化处理方案，即将空间梁系结构每根梁的单元刚度了四及几何阵按离散富氏系数变量叠加得等效刚度阵及几何阵。从所给算例智 ，这一简化处理是成功的，也说明稳定性分析反映的是结构的总体效应，局部区域的简化处理对整体结构临界载荷影响不大，但可使计算量大大减少。本文的计算方案及程序已应用于实际的冷却塔设计。     

噪声对大型横流式冷却塔动力特性的影响

本文采用随机数值方法模拟噪声,并用有限元法分析噪声对大型冷动塔动力特性的影响。研究发现,无论是迭加噪声还是调频噪声,都将使冷却塔振动响应超过规定允许值。通过改变冷却塔体横加结构,改善了塔体的动力特性,噪声影响明显减少。     

基于风洞试验大型冷却塔风致损伤识别研究

针对大型双曲冷却塔结构的损伤识别提出了一种基于经验模式分解(简称EMD)和神经网络技术的冷却塔气弹模型风致损伤识别方法。首先对风洞试验中采集的位移信号进行经验模式分解以获取多个固有模态函数(简称IMF);同时提取若干个包含主要损伤信息的IMF分量中的能量特征参数;然后以这些不同频段的能量特征参数作为神经网络的输入参数来识别冷却塔气弹模型的损伤程度和位置。对气弹模型预先设定的损伤位置和程度的分析结果表明:以EMD为预处理器提取各频带能量作为特征参数的神经网络诊断方法其平均识别误差为6%,可初步识别冷却塔结构中的风致损伤位置和程度。这为真实结构的损伤识别研究提供了新的思路。     

逆流式冷却塔填料及淋水分布的数值优化设计

在逆流式自然通风冷却塔流场、温度场和湿度场数值模拟工作的基础上 ,采用数值分析的方法研究了非均匀填料分布及非均匀淋水密度分布对提高冷却效率的影响 ,结合某电厂的工程设计实例 ,给出了最佳的填料层分布及淋水密度分布     

逆流式冷却塔填料及淋水分布的数值优化设计

在逆流式自然通风冷却塔流场、温度场和湿度场数值模拟工作的基础上,采用数值分析的方法研究了非均匀填料分布及非均匀淋水密度分布对提高冷却效率的影响,结合某电厂的工程设计实例,给出了最佳的填料层分布及淋水密度分布。     

粘性土微观结构研究回顾与展望

本文回顾了粘性土微观结构研究的发展历史, 分析了我国微观结构研究现状及存在问题, 展望了今后研究的发展趋势。     

烟塔合一自然通风冷却塔的有限元分析

应用ANSYS有限元软件对浙江省拟建最高烟塔合一冷却塔的内力及线性稳定性进行了分析．计算表明,在72°风向角风压作用下在孔口附近产生局部屈曲,使临界风速急剧下降,而在孔口附近经局部加厚处理可消除局部屈曲现象．     

自然通风冷却塔的实验及有限元分析

本文以宁海电厂二期冷却塔为例简要介绍了冷却塔进行刚性模型及气弹模型试验的情况,用通用有限元软件ANSYS及专用冷却塔抗震分析软件LBSD进行冷却塔内力分析、稳定性分析、抗震分析,用刚性模型试验结果计算风振系数,并将计算结果与气弹模型试验的结果进行比较,所得结果对相关冷却塔设计与安全评估有重要工程意义.     

后临界湍流区间内旋转薄壳结构振动演化与作用机制实测研究

载荷的时变特征可能会对结构振动强度和能量作用机理产生重要影响,火/核电厂最重要的大型建筑结构均为典型的旋转薄壳结构(如冷却塔、烟囱等).为揭示后临界湍流区间内旋转薄壳结构的振动演化特征及其作用机制,实测了后临界雷诺数($Re\ge $3.5$\times $10$^{6}$)条件下8座典型旋转薄壳结构的振动响应.首先,在对实测响应进行降噪滤波处理后进行了不同时距的信号非平稳识别,基于非平稳分析模型对响应的时变均值和极值估计进行研究,并基于多尺度小波变换的演化谱方法开展了响应的频域演变特性研究.在此基础上,探讨了结构风振响应的共振分量占比及其效应,识别了结构的自振频率和阻尼比,并以结构基频为划分依据分别讨论了不同旋转薄壳结构的阻尼作用机制.研究结果表明:(1)旋转薄壳结构在后临界湍流区间内风致振动响应表现为强度非平稳、频率平稳的演化特性;(2)后临界湍流区间内的旋转薄壳结构的风振问题应区分准静力作用点与共振激发点分别进行研究,不同共振激发点的功率谱分布形式较为相近,而准静力作用点的功率谱分布规律差异较大;(3)共振激发点的振动能量分布呈现明显的分段趋势,基于本文大量实测分析结果回归得出适用于共振激发点的三阶段共振谱表达式;(4)借助本文提出的等效阻尼比概念拟合出此类结构的阻尼比预测公式,论证了目前工程中通用的5%阻尼比取值的不合理性.      

关于中间激波的回顾与展望

中间激波是传统理论认为在物理上不可能实现的一类激波，但是，近年来在数值模拟中发现了它的结构，因此，在国际上引发了中间激波研究的高潮．本文首先系统地回顾了中间微波的研究历史和发展，给出了传统的激波演化性理论，并通过引用演化性理论，否定了中间激波的稳定存在．然后，介绍了近年来在中间激波方面的工作及进展情况，最后阐述了我们的一些看法．     

随机参数冷却塔的随机特征值样条子域随机摄动分析

文「１」曾提出了用于旋转壳分析的广义样条子域法，本文基于这一方法进一步建立了带有随机参数冷却塔的特征值摄动分析公式。并着重讨论了特征值关于冷却塔边界支撑随机参数的统一特性。其中，冷却塔的实际支撑体系用弹簧约束模拟，且利用变形能等效原则将两个主曲率线方向的弹簧约束系数用实际支撑体系的腾参数表示、弹簧约束通过一个广义样条环域与主体的主体结构相联结。     

混凝土近海结构的回顾与展望

近海结构目前主要用于近海海底油气资源的开发,主要指近海钻、采.储平台和海底油罐等近海工程结构。在它们的工程实践中采用混凝土材料是近十年来的事。许多国家对它们进行了许多科研、试验和实践工作,取得了许多显著的成功经验。本文首先简要回顾了它们的实践,然看展望了它的前景,认为目前近海工程的技术也可以应用到海岸工程和海上建筑上去,象多层、高层、单体或群体的建筑。象香港这样的大都市建设用地问题,在它的海湾内近岸一带发展建筑群会令人感到兴趣。为了支持这个设想,这里提出了一个多层混凝土海上建筑的结构方案,它是为实现近海工程技术应用到海上建筑结构上来展望它的发展的。