一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法技術

本發明專利技術涉及電力工程技術領域，具體地說，涉及一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其包括以下步驟：(1)參數化建模；(2)程序化繞流場分析；(3)自動化數據處理與模型優化；(4)計算特高壓輸電線路分裂導線在不同覆冰條件下的氣動力系數；(5)氣動力系數分析；(6)結果驗證與應用優化。本發明專利技術實現了對復雜環境條件下氣動力特性的快速、準確計算，有效提升了計算效率，減少了人為干預，并為特高壓輸電線路的優化設計和安全評估提供了可靠的技術支持。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電力工程，具體地說，涉及一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法。

技術介紹

1、隨著全球電力需求的不斷增長，特高壓輸電線路因其高效輸送大容量電能的優勢，已成為長距離輸電的主要手段之一。然而，特高壓輸電線路在運行過程中，尤其是在高海拔、低溫和覆冰等極端氣候條件下，面臨著嚴重的安全和穩定性挑戰。分裂導線作為特高壓輸電線路的重要組成部分，其氣動力特性在極端環境下的表現尤為關鍵。

2、在風力作用下，特高壓輸電線路的分裂導線會產生復雜的氣動力效應，這些效應會導致導線振動、擺動甚至結構損壞。特別是在低溫覆冰條件下，導線表面形成的不規則冰層進一步增加了氣動力的復雜性，影響了導線的氣動力系數(包括阻力系數、升力系數和扭矩系數)。準確計算這些氣動力系數對于保證輸電線路的設計安全性和運行穩定性至關重要。

3、現有的氣動力系數計算方法通常依賴于手動建模和逐步分析，這不僅耗時費力，而且容易受到人為因素的影響，導致計算結果的精度和一致性不足。此外，傳統方法在處理不同覆冰形狀和厚度、以及多種風攻角條件下的氣動力變化時，往往需要反復調整模型和計算參數，效率較低，難以滿足大規模工程應用的需求。

4、鑒于此，開發一種能夠實現自動化、程序化計算特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數的方法，成為解決上述問題的關鍵。

技術實現思路

1、本專利技術的內容是提供一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其旨在通過參數化和程序化的方式，實現高效、精確的氣動力分析。

<p>2、根據本專利技術的一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其包括以下步驟：

3、(1)參數化建模；

4、(2)程序化繞流場分析；

5、(3)自動化數據處理與模型優化；

6、(4)計算特高壓輸電線路分裂導線在不同覆冰條件下的氣動力系數；

7、(5)氣動力系數分析；

8、(6)結果驗證與應用優化。

9、作為優選，步驟(1)中，使用gambit軟件建立特高壓輸電線路分裂導線的網格模型；模型基于參數化設計方法構建，涵蓋導線的不同截面形狀、長度、材料屬性以及可能出現的各種覆冰形狀和厚度；網格模型進行細化處理，考慮導線表面細節及覆冰區域的復雜幾何特征。

10、作為優選，步驟(2)中，采用fluent軟件對建立的網格模型進行繞流場分析，得到分裂導線氣動力模型；

11、先進行自動化分析，包括設置不同的風攻角和風速條件，以及不同覆冰形狀和厚度的條件；然后執行數值模擬，計算導線在各種條件下的繞流壓力場和速度場，獲取阻力系數、升力系數和扭矩系數氣動力數據。

12、作為優選，步驟(3)中，數值模擬生成后，對氣動力數據進行處理，包括數據提取、格式轉換、誤差分析和結果篩選；然后對氣動力模型進行校準；最后通過與實測數據的比對驗證，進一步調整模型參數。

13、作為優選，步驟(4)中，基于vb.net編程語言開發計算程序計算特高壓輸電線路分裂導線在不同覆冰條件下的氣動力系數，氣動力系數包括不同風攻角和覆冰條件下的阻力系數、升力系數和扭矩系數數據；計算程序接受輸入參數，自動調用優化后的氣動力模型進行計算；輸入參數包括風攻角、風速、覆冰形狀和厚度。

14、作為優選，步驟(5)中，計算程序自動繪制出氣動力系數變化曲線，用于分析不同覆冰形狀和厚度對導線氣動力特性的影響。

15、作為優選，步驟(6)中，將計算結果與實測數據進行比對，以驗證計算方法；根據驗證結果，進一步優化計算方法和模型參數；最終應用氣動力系數計算方法于特高壓輸電線路的設計優化。

16、本專利技術通過引入參數化建模和程序化數值模擬技術，實現了對復雜環境條件下氣動力特性的快速、準確計算，本專利技術針對不同覆冰形狀(如新月形、d形等)和厚度條件，通過自動化建模、數值模擬、數據處理和結果分析，快速計算分裂導線的氣動力系數，包括阻力系數、升力系數和扭矩系數，這有效提升了計算效率，減少了人為干預，并為特高壓輸電線路的優化設計和安全評估提供了可靠的技術支持。

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【技術保護點】

1.一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其特征在于：步驟(1)中，使用Gambit軟件建立特高壓輸電線路分裂導線的網格模型；模型基于參數化設計方法構建，涵蓋導線的不同截面形狀、長度、材料屬性以及可能出現的各種覆冰形狀和厚度；網格模型進行細化處理，考慮導線表面細節及覆冰區域的復雜幾何特征。

3.根據權利要求2所述的一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其特征在于：步驟(2)中，采用Fluent軟件對建立的網格模型進行繞流場分析，得到分裂導線氣動力模型；

4.根據權利要求3所述的一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其特征在于：步驟(3)中，數值模擬生成后，對氣動力數據進行處理，包括數據提取、格式轉換、誤差分析和結果篩選；然后對氣動力模型進行校準；最后通過與實測數據的比對驗證，進一步調整模型參數。

5.根據權利要求4所述的一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其特征在于：步驟(4)中，基于Vb.net編程語言開發計算程序計算特高壓輸電線路分裂導線在不同覆冰條件下的氣動力系數，氣動力系數包括不同風攻角和覆冰條件下的阻力系數、升力系數和扭矩系數數據；計算程序接受輸入參數，自動調用優化后的氣動力模型進行計算；輸入參數包括風攻角、風速、覆冰形狀和厚度。

6.根據權利要求5所述的一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其特征在于：步驟(5)中，計算程序自動繪制出氣動力系數變化曲線，用于分析不同覆冰形狀和厚度對導線氣動力特性的影響。

7.根據權利要求6所述的一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其特征在于：步驟(6)中，將計算結果與實測數據進行比對，以驗證計算方法；根據驗證結果，進一步優化計算方法和模型參數；最終應用氣動力系數計算方法于特高壓輸電線路的設計優化。

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【技術特征摘要】

1.一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其特征在于：步驟(1)中，使用gambit軟件建立特高壓輸電線路分裂導線的網格模型；模型基于參數化設計方法構建，涵蓋導線的不同截面形狀、長度、材料屬性以及可能出現的各種覆冰形狀和厚度；網格模型進行細化處理，考慮導線表面細節及覆冰區域的復雜幾何特征。

3.根據權利要求2所述的一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其特征在于：步驟(2)中，采用fluent軟件對建立的網格模型進行繞流場分析，得到分裂導線氣動力模型；

4.根據權利要求3所述的一種特高壓輸電線路分裂導線氣動力系數計算方法，其特征在于：步驟(3)中，數值模擬生成后，對氣動力數據進行處理，包括數據提取、格式轉換、誤差分析和結果篩選；然后對氣動力模型進行校準；最后通過與實測數據的比對驗證，進...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李志國，鄭武略，東廣正，孟祥，張曉輝，趙慶鵬，袁文俊，王葉飛，劉東甲，陶雄俊，劉盼，高喬林，
申請(專利權)人：中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司昆明局，
類型：發明
國別省市：