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第1章 绪论1

1.1 冷却塔介绍1

1.1.1 冷却塔工作原理1

1.1.2 冷却塔分类3

1.1.3 国内外建设现状5

1.1.4 历年风毁事件及分析7

1.2 风荷载研究10

1.2.1 研究方法10

1.2.2 主要国家冷却塔设计规范介绍11

1.2.3 研究现状及发展动态11

1.3 风振响应研究12

1.3.1 计算方法介绍12

1.3.2 研究现状及不足15

1.4 等效静力风荷载研究16

1.4.1 计算方法介绍16

1.4.2 研究现状及不足20

1.5 本书的目的和主要内容21

参考文献22

第2章 大型冷却塔单塔风荷载分布特性24

2.1 成塔脉动风荷载随机特性24

2.1.1 非高斯特性24

2.1.2 非平稳特性34

2.1.3 风压极值研究41

2.2 施工全过程风荷载分布特性50

2.2.1 时域特性51

2.2.2 频域特性55

2.2.3 极值风压分布61

2.3 考虑导风装置风荷载分布特性64

2.3.1 风洞试验与数值模拟64

2.3.2 结果分析65

2.4 考虑风热耦合效应内吸力取值73

2.4.1 分析方法介绍73

2.4.2 计算工况说明74

2.4.3 结果分析75

2.5 考虑散热器不同透风率风荷载取值80

2.5.1 计算工况说明81

2.5.2 外表面风压分布81

2.5.3 内表面风压分布82

2.6 小结84

参考文献85

第3章 大型冷却塔群塔组合风荷载干扰效应86

3.1 双塔组合86

3.1.1 常见塔间距86

3.1.2 考虑不同透风率的影响87

3.1.3 考虑复杂山形的影响93

3.1.4 考虑不同导风装置的影响100

3.2 三塔组合102

3.2.1 串列布置102

3.2.2 品字形布置103

3.3 四塔组合103

3.3.1 典型四塔布置103

3.3.2 考虑复杂山形的影响111

3.4 复杂塔群组合121

3.5 小结122

参考文献123

第4章 大型冷却塔风振计算方法124

4.1 风振时域计算方法124

4.1.1 基本概念124

4.1.2 时域计算理论125

4.2 风振频域计算方法138

4.2.1 基本原理和经典算法138

4.2.2 脉动风效应各分量的定义140

4.2.3 一致耦合法143

4.2.4 背景响应分析方法144

4.2.5 改进的共振响应分析方法146

4.2.6 交叉项求解的耦合恢复力协方差法148

4.2.7 总风致响应的组合150

4.2.8 方法正确性验证152

4.2.9 精度分析与参数确定152

4.3 小结155

参考文献155

第5章 大型冷却塔风致响应与参数分析157

5.1 风致响应特性157

5.1.1 平均响应157

5.1.2 背景响应158

5.1.3 共振响应159

5.1.4 交叉项响应160

5.1.5 总风振响应161

5.2 结构基频的影响165

5.3 阻尼比的影响166

5.4 周边干扰的影响168

5.5 导风装置的影响169

5.5.1 塔筒响应169

5.5.2 支柱响应172

5.5.3 环基响应172

5.6 加劲环的影响173

5.6.1 塔筒响应173

5.6.2 支柱响应176

5.6.3 环基响应178

5.7 子午肋的影响179

5.7.1 塔筒响应179

5.7.2 支柱响应180

5.7.3 环基响应182

5.8 支柱类型的影响183

5.8.1 截面形式184

5.8.2 支柱形式186

5.9 子午线型的影响189

5.9.1 子午线型介绍189

5.9.2 塔筒响应190

5.9.3 支柱响应193

5.10 小结194

参考文献194

第6章 大型冷却塔抗风稳定性195

6.1 常规冷却塔195

6.1.1 整体稳定性195

6.1.2 局部稳定性195

6.1.3 特征值屈曲稳定验算方法196

6.2 开孔排烟冷却塔197

6.2.1 整体稳定性197

6.2.2 局部稳定性198

6.2.3 线弹性特征值屈曲稳定性200

6.3 带导风装置冷却塔202

6.3.1 整体稳定性202

6.3.2 局部稳定性202

6.3.3 线弹性特征值屈曲稳定性203

6.4 施工全过程冷却塔203

6.4.1 常规冷却塔204

6.4.2 加环冷却塔207

6.4.3 加肋冷却塔211

6.5 小结213

参考文献214

第7章 大型冷却塔风振系数与参数分析215

7.1 风振系数定义215

7.2 不同响应等效目标216

7.2.1 以径向位移为目标216

7.2.2 以子午向轴力为目标218

7.2.3 以环向弯矩为目标221

7.2.4 以Mises应力为目标223

7.2.5 二维分布特性224

7.3 风振系数参数分析226

7.3.1 阻尼比的影响226

7.3.2 周边干扰的影响230

7.3.3 施工全过程的影响232

7.3.4 塔高的影响241

7.3.5 塔型的影响244

7.3.6 内吸力风振系数取值初探247

7.4 风振系数预测252

7.4.1 灰色-神经网络联合模型的建立252

7.4.2 网络的有效性验证254

7.4.3 精细化风振系数预测255

7.5 小结256

参考文献256

第8章 大型冷却塔等效静力风荷载258

8.1 单目标等效静力风荷载258

8.1.1 平均分量258

8.1.2 背景分量258

8.1.3 共振分量261

8.1.4 交叉项分量263

8.1.5 脉动风等效静力风荷载266

8.1.6 总风荷载分布特征268

8.2 多目标等效静力风荷载271

8.2.1 实质与优缺点271

8.2.2 改进计算方法272

8.2.3 分布特征与合理性探讨275

8.3 CCM简化计算方法279

8.3.1 简化计算方法的提出280

8.3.2 简化计算方法的应用280

8.4 小结282

参考文献282

第9章 基于二次开发大型冷却塔抗风计算软件284

9.1 ANSYS二次开发284

9.1.1 开发语言简介284

9.1.2 二次开发流程285

9.1.3 模块开发成果289

9.2 MATLAB二次开发292

9.2.1 开发语言简介292

9.2.2 二次开发流程293

9.2.3 软件开发成果297

9.3 算例分析303

9.3.1 动力特性测试303

9.3.2 风致响应测试305

9.3.3 风致稳定测试307

9.3.4 风振动力测试309

9.4 小结311

参考文献311

附录A 风洞试验方法介绍313

附录B 数值模拟方法介绍317

附录C 国内外大型冷却塔抗风设计规范介绍325

附录D 工程参数介绍331

附录E 南京航空航天大学风洞实验室简介338