大型冷却塔的风荷载和风振特性相关问题研究

大型风筒式冷却塔是常用的水冷却设备，体量巨大，壁厚极薄，风荷载是设计的控制荷载。冷却塔内外表面均受到风荷载作用，风压分布非常复杂；塔筒为旋转壳体结构，振动模态密集，风振问题突出；现有的研究不多，设计规范内容不全，缺乏有效的风荷载理论用于指导设计。本课题以CFD数值模拟、风洞试验和时频域动力计算为手段，对大型冷却塔的表面风压、干扰效应、风致响应和静力等效风荷载进行系统的研究。为使较低雷诺数下进行的风洞试验结果能应用于较高雷诺数的原型，采用提高模型表面粗糙度的方法，合理的粗糙度通过风洞试验结合CFD数值模拟来获取。对双塔和塔群干扰进行系统分析，提供量化结果。采用时频域方法进行冷却塔的风振动力计算，得到用于设计的等效风荷载。发展冷却塔的风振理论，为相关规范条文的修订提供依据。