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基于在线监测系统的输电线路覆冰数据统计与分析 被引量：53
1
作者 王敩青 戴栋 +3 位作者 郝艳捧 李立浧 傅闯 饶宏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期3000-3007,共8页
输电线路覆冰在线监测系统可以实现对架空输电线路覆冰状况的实时在线监测。为此,基于输电线路覆冰在线监测系统的监测数据,统计得到了数据特征和覆冰数据聚集类型;发现测量终端普遍仅记录厚度>2mm的线路覆冰,且在覆冰期间无法测得... 输电线路覆冰在线监测系统可以实现对架空输电线路覆冰状况的实时在线监测。为此,基于输电线路覆冰在线监测系统的监测数据,统计得到了数据特征和覆冰数据聚集类型;发现测量终端普遍仅记录厚度>2mm的线路覆冰,且在覆冰期间无法测得风速及风向;有效覆冰数据主要以短期振荡、中短期维持、较长期维持以及完整发展过程4种方式聚集,其中具有明显增长和消融阶段的完整过程覆冰对线路威胁最大。此外,在风速和风向等微气象监测参量缺失的情况下,对长期低温高湿环境下的覆冰发展趋势进行了整体和局部的分析,发现单位时间覆冰增长质量基本满足均值为0、过峰度、正偏离的类正态分布,且覆冰增长阶段呈线性增长态势,一次函数模型拟合效果较指数模型更好。结果表明:只有持续时间较长的低温雨雪冰冻天气环境下形成的覆冰才可能对线路安全运行造成威胁;单位时间覆冰增长质量近似服从正态分布;覆冰稳定增长时期,覆冰质量序列与时间呈相关度很高的一次线性函数关系,可考虑建立简单的线性增长模型应用于线路覆冰预警。 展开更多
关键词 输电线路 覆冰 在线监测系统 数据特征 统计分析 拟合
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复杂环境下覆冰绝缘子识别检测技术 被引量：28
2
作者 黄新波 李菊清 +3 位作者 张烨 王永兰 张慧莹 邢晓强 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期891-899,共9页
为了解决复杂环境条件下图像背景、对比度和清晰度等对绝缘子覆冰情况识别的影响,提出了一种可在复杂环境下准确识别检测绝缘子覆冰情况的通用算法。通过采用结合形态学运算的多尺度harr小波变换及其逆变换的系数特征,对复杂环境下的覆... 为了解决复杂环境条件下图像背景、对比度和清晰度等对绝缘子覆冰情况识别的影响,提出了一种可在复杂环境下准确识别检测绝缘子覆冰情况的通用算法。通过采用结合形态学运算的多尺度harr小波变换及其逆变换的系数特征,对复杂环境下的覆冰绝缘子图像进行了清晰化处理;然后采用中值滤波、阈值选取、边缘检测和跟踪与补偿的方法对标定后的清晰图像进行了处理,对人工气候实验室及现场复杂冻雨环境下的覆冰绝缘子图像进行了验证,并对不同冻雨形态的覆冰绝缘子进行了厚度识别。结果表明:进行了清晰化处理之后,覆冰绝绝缘子图像的清晰度有明显的提高,最高为雾霾天,高达45%;其相对误差最大只有4.8%,最低仅有1.5%;所提算法的检测速率较快,即使在最恶劣的情况下也>7.06 m/s,能够实现绝缘子覆冰情况的准确识别。研究结果证明了所提算法的准确性与实时性。 展开更多
关键词 覆冰绝缘子 小波变换 系数特征 中值滤波 阈值选取 厚度识别
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交流电场强度对导线雾凇覆冰特性的影响 被引量：25
3
作者 舒立春 李特 +3 位作者 蒋兴良 胡琴 罗保松 杨占刚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第19期140-147,197,共8页
输电线路覆冰严重威胁着电力系统的安全,国内外对导线覆冰开展了大量研究,但绝大部分研究都没有考虑电场对覆冰特性的影响,这与工程实际情况不相符。在人工气候室内对导线进行带电覆冰,测取了覆冰量和覆冰密度,并通过Q–V法测得了覆冰... 输电线路覆冰严重威胁着电力系统的安全,国内外对导线覆冰开展了大量研究,但绝大部分研究都没有考虑电场对覆冰特性的影响,这与工程实际情况不相符。在人工气候室内对导线进行带电覆冰,测取了覆冰量和覆冰密度,并通过Q–V法测得了覆冰过程中导线的电晕放电量。为了解释电场对覆冰的影响机制,对交流电晕下水珠的荷电和所受库仑力进行了计算。试验结果表明:试验条件下,覆冰量和覆冰密度随交流场强增加均有先增大后减小的趋势。计算结果表明;电场将对水滴施加电吸力,导致在电晕出现之前或电晕较弱时覆冰量、覆冰密度增加;电晕较强时,空间电荷浓度增加,水滴荷电后所受库仑力起排斥作用,这可能是强电场下导线覆冰量和覆冰密度降低的原因。 展开更多
关键词 带电覆冰 覆冰特性 电吸力 电晕放电 水滴荷电
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输电导线不均匀脱冰的全过程模拟分析 被引量：26
4
作者 鲁元兵 楼文娟 李焕龙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期47-50,81,共5页
对三跨输电导线体系建立了有限元模型并进行了导线找形,讨论了脱冰前后导线的动力特性,模拟分析了导线脱冰前的稳态响应、脱冰后的瞬态响应及稳态响应,对输电导线不均匀脱冰进行全过程模拟分析。研究发现:所提出的基于静力平衡的找形方... 对三跨输电导线体系建立了有限元模型并进行了导线找形,讨论了脱冰前后导线的动力特性,模拟分析了导线脱冰前的稳态响应、脱冰后的瞬态响应及稳态响应,对输电导线不均匀脱冰进行全过程模拟分析。研究发现:所提出的基于静力平衡的找形方法对于输电导线是一种高效的找形方法,覆冰前后导线自振频率变化很小。导线覆冰30mm后的导线张力和绝缘子串的张力分别是初始张力的3.9倍和4倍。不均匀脱冰对导线的最大张力影响不大,但会使绝缘子串张力显著增加,并产生导线不平衡张力,其瞬态幅值达2倍多的导线初始张力,对输电塔的安全性构成威胁。 展开更多
关键词 输电导线 脱冰 覆冰 找形 动力特性
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水平轴风力机结冰及其影响计算分析 被引量：23
5
作者 易贤 王开春 +1 位作者 马洪林 朱国林 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1052-1058,共7页
针对过冷水滴在风力机表面撞击结冰现象,建立适合于计算水平轴风力机结冰过程的三维数值方法。该方法包括计算空气流场的多参考坐标系(MRF)方法、结冰面水滴收集率计算的欧拉方法以及结冰的三维模型及其相应的数值求解算法3部分。采用... 针对过冷水滴在风力机表面撞击结冰现象,建立适合于计算水平轴风力机结冰过程的三维数值方法。该方法包括计算空气流场的多参考坐标系(MRF)方法、结冰面水滴收集率计算的欧拉方法以及结冰的三维模型及其相应的数值求解算法3部分。采用该方法对某1.5 MW级水平轴风力机结冰进行计算,总结结冰的基本特征,分析结冰对风力机气动特性的影响。研究表明:冰主要结在叶片前缘,从叶尖到叶根,冰越来越薄;轮毂、叶片根部及其附近区域、结冰很微弱,可忽略;在叶尖结明冰的条件下,随着展向位置向叶根移动,冰的外形会逐渐趋向规则,明冰向霜冰转变;结冰对叶片根部附近的压力载荷分布影响不大,但对叶尖附近区域的载荷改变明显。 展开更多
关键词 风力机 结冰 水滴收集率 结冰模型 气动特性 数值计算
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电压类型对复合绝缘子覆冰及闪络特性的影响 被引量：18
6
作者 胡琴 袁伟 +2 位作者 舒立春 蒋兴良 汪诗经 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期268-276,共9页
近年来,国内外学者对交流带电覆冰做了较多的研究,但就直流电压下带电覆冰特性及其闪络特性的影响研究较少。本文在人工气候室模拟自然覆冰条件,对35k V复合绝缘子进行了不带电及10k V、20k V、30k V交流、正极性直流、负极性直流电压... 近年来,国内外学者对交流带电覆冰做了较多的研究,但就直流电压下带电覆冰特性及其闪络特性的影响研究较少。本文在人工气候室模拟自然覆冰条件,对35k V复合绝缘子进行了不带电及10k V、20k V、30k V交流、正极性直流、负极性直流电压作用下的雨凇覆冰试验,对比了不同电压类型下,绝缘子的覆冰及其闪络特性的差异,分析了电压类型对其影响的机理,并提出了合理的解释。试验结果表明:不同类型电压作用下,绝缘子的覆冰及其闪络特性存在较大的差异,负极性直流电压作用下的伞裙冰棱内部气泡较交流、正极性直流要大;交、直流电压作用下,绝缘子冰棱密度均随电压升高呈持续下降趋势;外施电压升高到一定程度时,负极性直流电压作用下的绝缘子冰重随电压升高而下降速度最快;负极性直流电压作用下的覆冰绝缘子的直流冰闪电压最低。 展开更多
关键词 复合绝缘子 电压类型 覆冰特性 闪络特性
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分裂导线覆冰增长模拟计算及试验验证 被引量：18
7
作者 胡琴 于洪杰 +3 位作者 李毅 舒立春 蒋兴良 梁健 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期900-908,共9页
在分裂导线覆冰过程中,由于下风侧子导线处于上风侧子导线的尾流区,空气流场及水滴运动的轨迹受到上风侧子导线遮蔽效应的影响,两者覆冰特性之间存在差异。为此采用多相流场计算的拉格朗日法,通过跟踪水滴的运动轨迹,得到分裂子导线的... 在分裂导线覆冰过程中,由于下风侧子导线处于上风侧子导线的尾流区,空气流场及水滴运动的轨迹受到上风侧子导线遮蔽效应的影响,两者覆冰特性之间存在差异。为此采用多相流场计算的拉格朗日法,通过跟踪水滴的运动轨迹,得到分裂子导线的碰撞系数β与气流速度v、水滴中值直径(MVD)、导线直径D和子导线间距ΔL的关系。结果表明:分裂子导线流场的耦合影响可归结为水平布置的上风侧子导线对下风侧子导线的遮蔽效应;v或MVD越大,上、下风侧子导线的β越大。且上风侧子导线的β值较大,但两者的差异随v或MVD的增大而逐渐减小。在一定直径范围内,D与上、下风侧子导线的β呈负相关,即β随D的增大而减小。ΔL不影响上风侧子导线的β,而下风侧子导线的β随ΔL的增大而增大。基于控制体思想,结合热力学平衡方程,分析了v和MVD对导线表面覆冰形状的影响。并在人工气候室进行二分裂导线的覆冰试验,验证了计算方法的有效性。 展开更多
关键词 分裂导线 遮蔽效应 碰撞系数 覆冰特性 冰形预测
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交直流电场对雨凇覆冰特性的影响研究 被引量：12
8
作者 陈吉 蒋兴良 +2 位作者 郭钢 舒立春 邓雪茹 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期867-872,共6页
雨凇会严重影响输电线路的安全运行因而受到国内外电力部门的重视,虽然对雨凇的研究有近50 a的历史,但大多数试验都未考虑带电覆冰的实际意义,也没有深入对比研究交流与直流电场对雨凇覆冰特性的影响;利用人工气候实验室模拟了不同电场... 雨凇会严重影响输电线路的安全运行因而受到国内外电力部门的重视,虽然对雨凇的研究有近50 a的历史,但大多数试验都未考虑带电覆冰的实际意义,也没有深入对比研究交流与直流电场对雨凇覆冰特性的影响;利用人工气候实验室模拟了不同电场类型、电场强度下的LGJ-185/25导线雨凇覆冰,研究并对比了交直流电场对雨凇形态、气泡含量,覆冰质量以及覆冰密度等参数的影响机理,结果表明:随着交直流覆冰场强的增加,雨凇冰柱形态、覆冰质量和冰密度会先增大后减小,雨凇气泡含量和粗糙度会逐渐增加;相比交流电场而言,直流场中仅雨凇冰柱的气泡含量较交流场更多,其他参数均较交流电场雨凇覆冰更小;所得结论可为探求交直流电场对雨凇覆冰特性的影响机理提供参考。 展开更多
关键词 交直流电场 雨凇 覆冰特性 带电覆冰 覆冰机理
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飞机结冰冰型微结构特征的分形研究 被引量：13
9
作者 杜雁霞 桂业伟 +1 位作者 柯鹏 王勋年 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期997-1002,共6页
基于分形几何的基本理论,采用结冰风洞实验与金相显微实验相结合的方法,对飞机结冰冰型的微结构特征进行了研究.采用计盒维数法对冰型微结构的分形维数进行了计算,获得了不同条件下前缘结冰及溢流结冰冰型的分形维数,并建立了冰型分形... 基于分形几何的基本理论,采用结冰风洞实验与金相显微实验相结合的方法,对飞机结冰冰型的微结构特征进行了研究.采用计盒维数法对冰型微结构的分形维数进行了计算,获得了不同条件下前缘结冰及溢流结冰冰型的分形维数,并建立了冰型分形维数与结冰条件之间的关系.研究表明,来流温度和速度对冰型的微结构特征及其分形维数有着重要影响.来流速度越高或温度越低,冰型微结构分形维数越大,反之分形维数越小.在相同条件下,溢流结冰的微结构分形维数要低于前缘结冰. 展开更多
关键词 飞机 结冰 冰型 微结构特征 分形几何 分形维数
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贵州导线覆冰的类型与分布特征 被引量：12
10
作者 彭赤 罗洪 +2 位作者 黄欢 曹双和 陈百炼 《南方电网技术》 北大核心 2015年第4期84-89,共6页
综合利用气象站导线积冰观测资料和电力部门线路覆冰调查资料,全面分析了贵州导线覆冰的类型和分布特征。贵州导线覆冰类型包括雨凇、雾凇、湿雪和多种混合冻结类型,混合冻结类型比例高于单一类型覆冰;雨凇和湿雪的混合冻结雪凝在全省... 综合利用气象站导线积冰观测资料和电力部门线路覆冰调查资料,全面分析了贵州导线覆冰的类型和分布特征。贵州导线覆冰类型包括雨凇、雾凇、湿雪和多种混合冻结类型,混合冻结类型比例高于单一类型覆冰;雨凇和湿雪的混合冻结雪凝在全省较为普遍,出现比例不亚于雨凇;贵州冰冻灾害多年常态分布总体上呈西部多东部少、中部多南北少的特征,但各地覆冰类型随海拔高度与地形环境变化较大;由于贵州中、东部地区覆冰以危害极大的雨凇、雪凝为主,故极端情况下覆冰强度要大于西部冰冻高发区,这也是2008年特大冰灾中东部地区受灾更重的原因。 展开更多
关键词 导线覆冰 覆冰类型 分布特征
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基于FLUENT的飞机机翼积冰的数值模拟 被引量：11
11
作者 张义浦 张志春 赵秀影 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第20期302-307,共6页
针对机翼结冰问题,提出了一种翼型结冰的数值模拟方法。介绍了适用于本方法的翼型网格划分及流场求解方法;提出了一种适用于CFD的水滴收集系数计算方法。利用Fluent软件的离散项模型(DPM)及用户自定义函数功能(UDF),计算求解了翼型表面... 针对机翼结冰问题,提出了一种翼型结冰的数值模拟方法。介绍了适用于本方法的翼型网格划分及流场求解方法;提出了一种适用于CFD的水滴收集系数计算方法。利用Fluent软件的离散项模型(DPM)及用户自定义函数功能(UDF),计算求解了翼型表面的局部水滴收集系数。介绍了积冰过程中的质量守恒和能量守恒过程。基于积冰垂直生长假设,介绍了积冰生长模型。最后利用提出的方法预测了翼型的结冰情况。将用计算得到的三种典型积冰类型同国外冰风洞实验结果做了对比,证明了方法的正确性和准确性。 展开更多
关键词 飞机结冰 数值模拟 水滴撞击特性 离散项模型
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倒T型布置对绝缘子串覆冰及其交流闪络特性的影响 被引量：11
12
作者 蒋兴良 毕聪来 +2 位作者 王涵 杨忠毅 韩兴波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第17期3713-3720,共8页
在覆冰环境下,输电线路绝缘子绝缘性能下降是导致电网事故的主要原因之一,目前国内外学者对绝缘子覆冰开展了大量的研究,但对绝缘子布置方式的研究相对缺乏。该文结合输电线路建设及改造过程中实际存在的一些问题,提出绝缘子串倒T型布... 在覆冰环境下,输电线路绝缘子绝缘性能下降是导致电网事故的主要原因之一,目前国内外学者对绝缘子覆冰开展了大量的研究,但对绝缘子布置方式的研究相对缺乏。该文结合输电线路建设及改造过程中实际存在的一些问题,提出绝缘子串倒T型布置方式,并采用固体层法进行染污,在人工气候室内模拟绝缘子覆冰,对不同等值附盐密度(ESDD)、不同覆冰程度下,具有相同爬电距离的悬垂布置和倒T型布置的绝缘子串进行交流闪络特性的对比试验。研究结果表明:相对于悬垂布置,倒T型布置的绝缘子串的水平部分无冰凌桥接伞裙现象,其覆冰闪络电压和等值附盐密度、覆冰厚度之间满足负幂函数关系,且受等值附盐密度和覆冰厚度的影响较小;两种布置方式下闪络过程中的起弧位置和发展路径也存在差异;与垂直布置方式相比,倒T型布置的绝缘子串的临界泄漏电流下降约9.71%,其交流冰闪电压提高6.21%~9.69%。 展开更多
关键词 覆冰 倒T型绝缘子串 闪络特性 泄漏电流
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黑龙江省电线积冰的气候特征及电网冰区划分 被引量：9
13
作者 刘赫男 张洪玲 +2 位作者 朱红蕊 刘春生 孙爽 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2014年第3期555-562,共8页
以1981-2012年黑龙江省32个电线积冰观测站资料和80个气象站资料为基础,分析了黑龙江省积冰的时空分布特征;通过建立出雨凇、雾凇标准冰厚与气象因子的回归方程,对黑龙江电网冰区进行了初步划分.结果表明:雨凇的密度要远大于雾凇,多数... 以1981-2012年黑龙江省32个电线积冰观测站资料和80个气象站资料为基础,分析了黑龙江省积冰的时空分布特征;通过建立出雨凇、雾凇标准冰厚与气象因子的回归方程,对黑龙江电网冰区进行了初步划分.结果表明:雨凇的密度要远大于雾凇,多数站最严重积冰现象是由雨凇导致的,雨凇对积冰灾害的形成有着至关重要的影响.雾凇日数远远大于雨凇日数,1981-2012年二者均呈显著下降的趋势;雨凇在秋季(11月份)最多,春季次之,而雾凇日数在冬季(1月份)最多,秋季次之.雨凇日数在漠河北部、黑河大部、孙吴大部、五常大部和虎林南部较多,雾凇日数在齐齐哈尔中部、绥化中部以及三江平原东部地区最多.冰区分布图结果显示,富裕属于中冰区,齐齐哈尔属于重冰区,其他地区均属于轻冰区. 展开更多
关键词 电线积冰 气候特征 冰区划分
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机翼防冰过程中冰脊问题的数值分析 被引量：8
14
作者 王超 常士楠 +1 位作者 杨波 黎明中 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期776-781,共6页
对机翼防冰过程中冰脊的形成特点及冰脊对机翼气动特性的影响进行了计算分析.基于经典的Messinger结冰模型开发了多步结冰程序,对不同条件下过冷水滴的撞击结冰进行了热质耦合计算,计算结果和文献试验结果吻合较好,表明该热质耦合算法... 对机翼防冰过程中冰脊的形成特点及冰脊对机翼气动特性的影响进行了计算分析.基于经典的Messinger结冰模型开发了多步结冰程序,对不同条件下过冷水滴的撞击结冰进行了热质耦合计算,计算结果和文献试验结果吻合较好,表明该热质耦合算法的正确性.在此基础上对不同环境温度、飞行速度和不同加热功率等条件下冰脊的生长特点和机翼的气动特性进行了计算分析.结果表明:在非霜冰条件下,冰脊主要在热防护极限外并紧挨着热防护极限的位置处形成和发展,而在霜冰条件下,冰脊主要在机翼下表面形成,但是在热防护区域内有显著的结冰出现,该条件下的结冰对机翼的气动特性具有较大的破坏性. 展开更多
关键词 防冰 冰脊 热质耦合 结冰模型 气动特性
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绕轴旋转圆柱结冰特性结冰风洞试验 被引量：6
15
作者 李岩 王绍龙 +2 位作者 易贤 周志宏 郭龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期111-121,共11页
绕轴旋转物体结冰是一种常见的结冰现象,如风力机叶片和直升机旋翼结冰等。针对该旋转模型的结冰问题,以绕轴旋转圆柱为对象,进行了结冰风洞试验研究。试验在自行设计的利用自然低温的结冰风洞系统中完成。在对结冰风洞试验能力进行验证... 绕轴旋转物体结冰是一种常见的结冰现象,如风力机叶片和直升机旋翼结冰等。针对该旋转模型的结冰问题,以绕轴旋转圆柱为对象,进行了结冰风洞试验研究。试验在自行设计的利用自然低温的结冰风洞系统中完成。在对结冰风洞试验能力进行验证后,对具有不同直径、转速和结冰时间的旋转圆柱结冰进行了试验,建立了旋转圆柱的结冰分析与评价方法,分析了转速、圆柱直径、结冰时间等对圆柱结冰形状主要特征量的影响规律,包括结冰面积、无因次结冰面积、驻点厚度、无因次驻点厚度、驻点偏转角、无因次结冰上下极限等,获得了旋转圆柱的结冰特性。在此基础上,通过回归正交试验设计,构建了旋转圆柱结冰的预测模型,并进行了验证与分析。研究结果可为绕轴旋转物体结冰特性研究提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 结冰 旋转圆柱 结冰风洞试验 结冰特性 回归分析
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粤北地区导线覆冰气象特征与标准厚度推算 被引量：8
16
作者 黄浩辉 宋丽莉 +2 位作者 秦鹏 刘爱君 蒋承霖 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2010年第1期7-12,共6页
利用广东省乐昌高山气象站1972—1978年观冰资料和气候资料,分析了粤北地区导线覆冰的气象特征,建立了导线覆冰标准冰厚的气象推算模型。根据乐昌国家气象站的历史资料,对乐昌高山气象站的气候资料进行订正延长,构建了乐昌高山气象站覆... 利用广东省乐昌高山气象站1972—1978年观冰资料和气候资料,分析了粤北地区导线覆冰的气象特征,建立了导线覆冰标准冰厚的气象推算模型。根据乐昌国家气象站的历史资料,对乐昌高山气象站的气候资料进行订正延长,构建了乐昌高山气象站覆冰年极值长年代序列,并推算出离地不同高度各重现期的标准冰厚值。结果表明,粤北地区导线覆冰主要发生在1月,其次为2月和12月,平均覆冰期在90天左右,最长覆冰期可达131天以上。主导风向、日最低气温、日降水量是影响导线覆冰厚度的主要气象因素。标准冰厚的年极值序列服从极值I型概率分布,历史上的最大导线覆冰值出现在2008年1月26日,2m高度标准冰厚达64.4mm,15m高度标准冰厚达92.7mm,与2008年冰灾实况调查的覆冰厚度(标准冰厚)115mm较为接近。 展开更多
关键词 导线覆冰 标准冰厚 气象特征 推算 粤北
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结冰条件下飞机气动/运动耦合特性 被引量：6
17
作者 伍强 徐浩军 +2 位作者 魏扬 裴彬彬 薛源 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期362-375,共14页
结冰会破坏飞机原有的气动外形,结冰后的流动表现出强烈的非定常、非线性和随机性。针对背景飞机结冰条件下气动/运动的耦合特性进行分析,提出了双向面耦合的求解策略,开发了高精度非定常流场求解器与飞行仿真软件双向耦合的一体化仿真... 结冰会破坏飞机原有的气动外形,结冰后的流动表现出强烈的非定常、非线性和随机性。针对背景飞机结冰条件下气动/运动的耦合特性进行分析,提出了双向面耦合的求解策略,开发了高精度非定常流场求解器与飞行仿真软件双向耦合的一体化仿真平台,并通过标准算例验证了耦合算法的有效性,且数值模拟程序具备模拟动姿态非定常流动的能力。在此基础上对机翼前缘结冰条件下背景飞机的气动/运动耦合特性进行了计算分析。结果表明:结冰条件下非定常效应的影响在中等迎角阶段较为显著,此时分离泡脱落与再附带来的非定常特征将使气动力出现较强的脉动现象,易导致飞机失稳。文中所述方法,为探索不可控运动与流场及气动特性相互耦合特征对飞行安全的影响奠定基础,具有较好的工程应用前景。 展开更多
关键词 结冰条件 耦合特性 非定常流场 气动特性 飞机
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高速列车转向架结冰特性风洞实验研究
18
作者 赵长龙 王田天 +5 位作者 冯永华 周果 薛源 王钰 施方成 姜琛 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期121-131,共11页
风雪严寒环境导致转向架区域冰雪大量堆积,严重威胁高速列车行驶安全.为分析风雪严寒天气下转向架的结冰特性,采用包含简化车体和动力转向架的缩比模型,在中南大学轨道车辆积雪结冰风洞开展了高速列车转向架结冰实验研究.采用喷水系统... 风雪严寒环境导致转向架区域冰雪大量堆积,严重威胁高速列车行驶安全.为分析风雪严寒天气下转向架的结冰特性,采用包含简化车体和动力转向架的缩比模型,在中南大学轨道车辆积雪结冰风洞开展了高速列车转向架结冰实验研究.采用喷水系统模拟制动夹钳周围融水产生的喷水现象,以再现轮对甩水致转向架结冰过程.研究转向架区域动态结冰过程和整体结冰分布特性、各关键区域的结冰质量占比权重以及转向架结冰速率模型.研究结果表明:轮对甩出的水滴受紊乱流场作用扩散至转向架各个区域,在低温下结冰并随时间迅速发展,直至整个转向架区域被冰层覆盖;对于转向架舱,其后端板结冰严重,结冰质量占转向架舱结冰总质量的28%;对于转向架,构架和制动夹钳区域结冰分布最多,分别占转向架结冰总质量的34%和22%,空气弹簧、横梁和纵梁结冰分布较少,转向架呈现出底部结冰量大、结冰形状复杂的特性.随着结冰时间增加,各区域结冰速率不同,转向架舱、转向架的结冰总质量与结冰时间呈一次函数关系.研究获得的转向架结冰特性和结冰速率模型,可对一定运行时间内转向架结冰质量快速预测提供参考依据,对风雪环境下高速列车安全运行和转向架防除冰具有重要指导意义. 展开更多
关键词 高速列车 转向架 结冰特性 结冰速率模型 风洞实验
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涡扇发动机短舱结冰试验相似方法 被引量：6
19
作者 杨倩 董威 +1 位作者 郭之强 郑梅 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1988-2000,共13页
通过分析短舱表面结冰缩比试验相似要求,在保证绕流流场、水滴撞击特性和结冰冰型相似的基础上,分别采用基于气流雷诺数,气流韦伯数和水滴韦伯数3种速度选取方法建立了试验相似准则。利用该准则获得了明冰和霜冰条件下涡扇发动机短舱1/... 通过分析短舱表面结冰缩比试验相似要求,在保证绕流流场、水滴撞击特性和结冰冰型相似的基础上,分别采用基于气流雷诺数,气流韦伯数和水滴韦伯数3种速度选取方法建立了试验相似准则。利用该准则获得了明冰和霜冰条件下涡扇发动机短舱1/2缩比模型的结冰试验参数,开展了短舱进气道表面结冰冰型预测,对参考模型和缩比模型表面过冷水滴撞击特性、结冰特性、溢流水分布特性进行了分析。结果表明:采用基于气流韦伯数和水滴韦伯数速度选取方法的相似准则,在明冰和霜冰条件下均能保证缩比模型与参考模型表面水滴撞击特性相似,且相似性不受结冰温度影响;溢流水变化趋势与参考模型相似,流动极限相近;缩比模型表面冰型均与参考模型相似,该方法能够为短舱结冰试验参数选取提供依据。 展开更多
关键词 结冰相似准则 发动机短舱 结冰数值计算 水滴撞击特性 结冰特性
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基于卷积神经网络的结冰翼型气动特性建模 被引量：3
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作者 何磊 钱炜祺 +2 位作者 董康生 易贤 柴聪聪 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期54-67,共14页
提出了基于卷积神经网络(CNN)的结冰翼型气动特性预测方法,设计了输入层结冰翼型图像规范,克服了复杂冰形在翼面同一位置法线方向存在多值,单值函数难以描述的问题。预测模型可同时预测多个迎角对应的升阻力系数,实现了直接从冰形图像... 提出了基于卷积神经网络(CNN)的结冰翼型气动特性预测方法,设计了输入层结冰翼型图像规范,克服了复杂冰形在翼面同一位置法线方向存在多值,单值函数难以描述的问题。预测模型可同时预测多个迎角对应的升阻力系数,实现了直接从冰形图像到气动特性的快速预测,对升力系数和阻力系数预测结果的平均相对误差均可控制在8%以内。重点研究了不同卷积层数量、卷积核数量、卷积核尺寸对模型性能的影响规律:CNN的不同层次特征对应不同滤波频率,卷积层数增加会捕获更多高频特征量;增加卷积核数量可提取更多冰形特征,提升模型性能,但数量过多会增加冗余特征,降低模型泛化性能;阻力系数预测模型对卷积核数量的最低要求大于升力系数,其原因在于,相较升力系数,阻力系数不仅受翼面压差影响,还受摩阻特性影响,其建模所需的关键特征数量多于升力系数;增大卷积核尺寸,可扩大卷积操作“视野”,增强对冰形整体特征信息的提取,有利于提升模型泛化性能。相关结论为飞机结冰气动特性实时动态预测与监测提供了新的思路和方法支撑。 展开更多
关键词 飞机结冰 气动特性 机器学习 深度学习 卷积神经网络
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