一种敏感性台风风场特性参数确定方法及系统技术方案

一种敏感性台风风场特性参数确定方法及系统，包括：根据获取的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比；根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力比进行归一化处理；通过比较所述风场特性参数与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线的一致性确定敏感性台风风场特性参数。本发明专利技术提供的确定方法，在众多台风风场参数中确定输电铁塔受力影响最显著的敏感性台风风场特性参数，依据此参数进行风参数组合和风荷载计算，从而减少其它风场特性参数对输电铁塔抗台风设计的影响，提高输电铁塔抗台风设计的针对性和准确性，有效提高设计效率。

A method and system for determining characteristic parameters of sensitive typhoon wind field

A method and system for determining the characteristic parameters of sensitive typhoon wind field include: calculating the stress ratio of main material of transmission tower under different working conditions according to the obtained characteristic parameters of wind field; normalizing the stress ratio of main material of transmission tower under different working conditions according to the characteristic parameters of wind field; and comparing the characteristic parameters of wind field with the stress ratio of main material of transmission tower under different working conditions; The characteristic parameters of sensitive typhoon wind field are determined by the consistency of the stress ratio normalized curve of the main material of the transmission tower. The determination method provided by the invention determines the sensitive typhoon wind field characteristic parameters of transmission tower which have the most significant influence on the force of the transmission tower among the numerous typhoon wind field parameters, and carries out wind parameter combination and wind load calculation according to the parameters, thereby reducing the influence of other wind field characteristic parameters on the typhoon resistance design of transmission tower and improving the resistance of transmission tower. The pertinence and accuracy of typhoon design can effectively improve the design efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种敏感性台风风场特性参数确定方法及系统
本专利技术于输电线路防灾减灾领域，具体涉及一种敏感性台风风场特性参数的确定方法及系统。
技术介绍
随着全球气候变暖影响愈发深入，尤其是沿海地区台风的发生频次和危害程度不断增加。台风发生时，所产生的台风风场所对应的风场特性与常规风迥异，主要体现在平均风速显著增加、湍流强度显著增加和风剖面指数的显著减小。由于这些参数在整个风场发生及移动过程中，都在不断变化，任意时刻所对应的台风风场参数的组合都是不同的，风场内的输电铁塔的受力状态也在不断变化。对于输电铁塔的设计人员，不可能清楚所有台风风场参数变化对杆塔受力的影响，很难有针对性地进行输电铁塔的抗台风设计。目前，输电铁塔的设计中，需要考虑众多的台风风场参数，但设计者不可能清楚所有参数变化对输电铁塔受力的影响，因此，需考虑最大风速、平均风速、湍流强度、风剖面指数等参数的影响进行设计，导致输电铁塔的设计缺乏重点和针对性，导致设计效率降低。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的输电铁塔的设计缺乏重点和针对性，导致设计效率降低的问题，本专利技术提供一种敏感性台风风场特性参数确定方法及系统，确定敏感性台风风场特性参数，以敏感性台风风场特性参数作为设计的重点，针对性的进行设计。本专利技术提供的技术方案是：一种敏感性台风风场特性参数确定方法，所述方法包括：根据获取的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比；根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力比进行归一化处理；通过所述风场特性参数与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线一致判断确定敏感性台风风场特性参数。优选的，所述风场特性参数包括平均风速、湍流强度和风剖面指数；所述根据获取的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比，包括：基于平均风速、湍流强度和对应的风剖面指数选择工况；对不同工况下的输电铁塔进行受力分析，计算输电铁塔主材应力比；其中，所述选择的工况包括：平均风速和湍流强度各自出现最大值的时刻对应的工况，以及风剖面指数出现最小值时刻对应的工况。优选的，所述输电铁塔主材应力比F1按下式计算：式中，σc,max：最大压应力；σy：材料区域应力；或式中，σt,max：最大拉应力。优选的，所述最大拉应力σt,max和最大压应力σc,max分别按下式计算：式中，N：轴力；F：剪力；M：弯矩；A：截面面积；Wz：截面抗弯系数；优选的，所述根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力比进行归一化处理，包括：将随工况变化而改变的所述风场特性参数和输电铁塔主材应力比进行归一化处理，并绘制所述风场特性参数和输电铁塔主材应力比随工况变化的曲线。优选的，所述通过比较所述风场特性参数与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线的一致性确定敏感性台风风场特性参数，包括：将与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线最接近的风场特性参数随工况变化的曲线所对应的风场特性参数作为感性台风风场特性参数。一种敏感性台风风场特性参数确定系统，包括：计算模块，用于根据获取的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比；处理模块，用于根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力比进行归一化处理；确定模块，用于通过所述风场特性参数与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线一致判断确定敏感性台风风场特性参数。优选的，所述计算模块包括：工况选取单元：用于基于平均风速、湍流强度和对应的风剖面指数选择工况；分析单元，用于对不同工况下的输电铁塔进行受力分析，计算输电铁塔主材应力比；其中所述选择的工况包括：平均风速和湍流强度各自出现最大值的时刻，以及风剖面指数出现最小值的时刻。优选的，所述处理模块包括：归一化处理单元：用于将随工况变化而改变的所述风场特性参数和输电铁塔主材应力比进行归一化处理；绘制单元，用于绘制所述风场特性参数和输电铁塔主材应力比随工况变化的曲线。优选的，所述确定模块包括：判断单元，用于将绘制的所述风场特性参数随工况变化的曲线与所述输电铁塔主材应力比随工况变化的曲线进行一致性判断；敏感参数确定单元，用于将一致性最大的曲线对应的风场特性参数确定为敏感性台风风场特性参数。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种敏感性台风风场特性参数确定方法通过对不同工况下的风场特性参数和输电铁塔主材应力比的分析，并由归一化处理后的曲线一致性确定敏感性台风风场特性参数，通过确定的敏感台风风场特性参数，可快速的判断工况状态；本专利技术提供了一种敏感性台风风场特性参数确定方法，可以在众多台风风场参数中确定输电铁塔受力影响最显著的敏感性台风风场特性参数，依据此参数进行风参数组合和风荷载计算，从而减少其它风场特性参数对输电铁塔抗台风设计的影响，提高输电铁塔抗台风设计的针对性和准确性，有效提高设计效率。附图说明图1为本专利技术一种敏感性台风风场特性参数确定方法的流程图；图2为本专利技术实施例中的经归一化处理的某台风风场特性参数和输电铁塔主材应力比随工况变化的曲线图；图3为本专利技术实施例中的某台风风场特性参数随时间变化的曲线图；图4为本专利技术实施例中的某输电铁塔在某台风中的各工况下的主材应力沿塔身分布图；图5为本专利技术实施例中的某输电铁塔在某台风中的主材应力比示意图；图6为本专利技术一种敏感性台风风场特性参数确定系统的结构示意图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合说明书附图和实例对本专利技术作进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术提供的一种敏感性台风风场参数确定方法，其流程如图1所示。步骤1：根据获取的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比；步骤2：根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力比进行归一化处理；步骤3：通过比较所述风场特性参数与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线的一致性确定敏感性台风风场特性参数。在其实现过程中使用如说明书附图中的图2至图6所示：步骤1：根据获取的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比，其中，与输电铁塔主材应力直接相关的风场特性参数为平均风速、湍流强度和风剖面指数。步骤2：根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力比进行归一化处理：将随工况变化而改变的所述风场特性参数和输电铁塔主材应力比进行归一化处理，并绘制所述风场特性参数和输电铁塔主材应力比随工况变化的曲线。实施例2：如图3所示的某台风风场特性参数随时间变化的曲线图，测量台风风场内处于A类地貌区域内的观测塔观测到的不同高度处(10m、30m、50m、60m、70m)平均风速和湍流强度，以及对应的风剖面指数等风场特性参数，绘制各个风场参数随时间的变化曲线；。选取包含了平均风速和湍流强度各自出现最大值的时刻，以及风剖面指数出现最小值的时刻的多个不同工况。确定在各个工况内，平均风速、风剖面指数和湍流强度等风场特性参数的组合情况，如下表所示：表1对选取的工况下的所述风场特性参数组合进行受力分析，计算输电铁塔主材应力比沿铁塔塔身分布情况，如图4所示。输电铁塔的的设计高度约为10m，因此，选择10m处的平均风速、10m高湍流强度、风剖面指数，计算输电铁塔在各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种敏感性台风风场特性参数确定方法，其特征在于，所述方法包括：根据获取的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比；根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力比进行归一化处理；通过比较所述风场特性参数与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线的一致性确定敏感性台风风场特性参数。

【技术特征摘要】
1.一种敏感性台风风场特性参数确定方法，其特征在于，所述方法包括：根据获取的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比；根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力比进行归一化处理；通过比较所述风场特性参数与所述输电铁塔主材应力比归一化处理后的曲线的一致性确定敏感性台风风场特性参数。2.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述风场特性参数包括平均风速、湍流强度和风剖面指数；所述根据获取的风场特性参数计算不同工况下输电铁塔主材应力比，包括：基于平均风速、湍流强度和对应的风剖面指数选择工况；对不同工况下的输电铁塔进行受力分析，计算输电铁塔主材应力比；其中，所述选择的工况包括：平均风速和湍流强度各自出现最大值的时刻对应的工况，以及风剖面指数出现最小值时刻对应的工况。3.如权利要求2所述的确定方法，其特征在于，所述输电铁塔主材应力比F1按下式计算：式中，σc,max：最大压应力；σy：材料区域应力；或式中，σt,max：最大拉应力。4.如权利要求3所述的确定方法，其特征在于，所述最大拉应力σt,max和最大压应力σc,max分别按下式计算：式中，N：轴力；F：剪力；M：弯矩；A：截面面积；Wz：截面抗弯系数；5.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述根据所述风场特性参数和不同工况下的输电铁塔主材应力比进行归一化处理，包括：将随工况变化而改变的所述风场特性参数和输电铁塔主材应力比进行归一化处理，并绘制所述风场特性参数和输电铁塔主材应力比随工况变化的曲线。6.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述通过比较...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑家松，张宏杰，陈文兴，郑宁敏，尹元，翁兰溪，郑凤林，李荣敏，唐自强，纪炳章，江能明，李杨森，石建，刘志伟，林宇彬，杨巡莺，张文翔，李宏进，池金明，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国网福建省电力有限公司经济技术研究院，中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司，中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35