一種具有實時監(jiān)測功能的高聳塔器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及塔器本體設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種具有實時監(jiān)測功能的高聳塔器。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)振時域分析可以更全面地了解高聳塔器本體的風(fēng)振響應(yīng)特性，更直觀地反應(yīng)高 聳塔器本體的風(fēng)致振動控制的有效性。在對高聳塔器本體進(jìn)行風(fēng)振時域分析時，需要對高 聳塔器本體的風(fēng)速時程進(jìn)行模擬。
[0003] 相關(guān)技術(shù)中，對高聳塔器本體的風(fēng)速時程進(jìn)行數(shù)值模擬的主要方法有譜解法和諧 波疊加法，譜解法和諧波疊加法是以離散譜逼近目標(biāo)隨機過程的一種離散化模擬方法，隨 機信號經(jīng)過離散傅里葉變換，分解為一系列具有不同頻率的諧波。采用上述方法對高聳塔 器本體進(jìn)行風(fēng)速時程模擬時，一方面由于需要模擬的點數(shù)較多，計算工作量相當(dāng)大，模擬計 算的效率較低，另一方面沒有考慮到氣壓、溫度對平均風(fēng)速計算及脈動風(fēng)速功率譜的影響， 精確度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述問題，本發(fā)明基于諧波疊加法，提供一種可以快速模擬風(fēng)速時程的高聳 塔器本體，解決相關(guān)技術(shù)中高聳塔器本體的風(fēng)速時程模擬計算工作量相當(dāng)大、效率低、精確 度不高的問題。
[0005] 本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] -種具有實時監(jiān)測功能的高聳塔器，包括塔器本體和安裝在塔器本體的風(fēng)速時程 快速模擬裝置，所述快速模擬裝置包括：
[0007] (1)結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測模塊，沿塔器本體高度方向?qū)⑺鞅倔w劃分多個間隔相同的測 試層，圍繞塔器本體形心選擇兩個對角的位置同時安裝所述數(shù)據(jù)采集裝置，選擇測試層的 正中位置處作為一個風(fēng)速時程的模擬點，且在每個測試層的正中位置處布設(shè)所述風(fēng)速儀和 溫度傳感器；
[0008] (2)平均風(fēng)速計算模塊，其利用風(fēng)速儀監(jiān)測出每測試層的風(fēng)速總量，橫向角和豎向 風(fēng)速，取0.2s為采樣時間間隔，進(jìn)行平均風(fēng)速的計算時，引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q:
[0009]
[0010] 每測試層在一個采用時間的平均風(fēng)速的計算公式為：
[0011]
[0012]其中，A為風(fēng)速總量w在X方向的分量值的極大值和極小值之和，B為風(fēng)速總量w在y 方向分量值的極大值和極小值之和，P為當(dāng)?shù)仄骄鶜鈮?，f為當(dāng)?shù)仄骄鶞囟?，pwatS當(dāng)?shù)仄?均水汽壓，F(xiàn)b為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)壓系數(shù)；
[0013] (3)各模擬點的脈動風(fēng)速時程計算模塊，包括生成所述各模擬點的脈動風(fēng)速時程 的脈動風(fēng)速功率譜，進(jìn)行脈動風(fēng)速功率譜的模擬時，引入溫度修正系f； 中Το為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T為由所述溫度傳感器實時監(jiān)測得到的平均溫度值，則
[0014] Τ 2 To時，所述脈動風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0015]
[0016] T〈To時，所述脈動風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0017]
[0018] 其中，λ為根據(jù)塔器本體結(jié)構(gòu)選擇的地面粗糙度系數(shù)，g為根據(jù)平均風(fēng)速W⑴選取的 頻率截取上限值；
[0019] (4)風(fēng)速時程計算模塊，包括微處理器，所述微處理器利用諧波疊加法對相同位置 處的平均風(fēng)速和脈動風(fēng)速時程進(jìn)行疊加，得到各模擬點的風(fēng)速時程；
[0020] (5)風(fēng)速模擬顯示模塊，包括依次連接的隔離放大器和數(shù)字顯示屏，所述隔離放大 器的輸入端與所述微信處理器連接。
[0021] 其中，所述頻率截取上限值的范圍為3hZ~5hZ。
[0022] 其中，所述標(biāo)準(zhǔn)溫度值的設(shè)定范圍為23°C~27°C。
[0023] 本發(fā)明的有益效果為：
[0024] 1、在塔器本體上安裝了風(fēng)速時程快速模擬裝置，便于塔器本體風(fēng)速時程特征的及 時獲取；
[0025] 2、采用風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行風(fēng)速時程模擬數(shù)據(jù)的監(jiān)測和采 集，取代了傳統(tǒng)技術(shù)人工激勵和昂貴的激振設(shè)備，降低了成本，實用便捷；
[0026] 3、所述模擬裝置基于諧波疊加法的基礎(chǔ)上，對平均風(fēng)速和脈動風(fēng)速的計算公式進(jìn) 行優(yōu)化，減少了計算的工作量，提高了風(fēng)速時程模擬的效率；
[0027] 4、在計算平均風(fēng)速時引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q，計算脈動風(fēng)速時程時引入溫度修 正系數(shù)K，使得塔器本體的風(fēng)速時程模擬更加精確。
【附圖說明】
[0028] 利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限 制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得 其它的附圖。
[0029] 圖1是本發(fā)明的風(fēng)速時程快速模擬裝置各模塊的連接示意圖。
[0030] 附圖標(biāo)記：
[0031] 結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測模塊1、平均風(fēng)速計算模塊2、各模擬點的脈動風(fēng)速時程計算模塊3、 風(fēng)速時程計算模塊4、風(fēng)速模擬顯示模塊5。
【具體實施方式】
[0032] 結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0033] 實施例一
[0034] 參見圖1，本實施例的高聳塔器包括塔器本體和安裝在塔器本體的風(fēng)速時程快速 模擬裝置，所述快速模擬裝置包括：
[0035] (1)結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測模塊1，其包括風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置，沿塔器本體 高度方向?qū)⑺鞅倔w劃分多個間隔相同的測試層，圍繞塔器本體形心選擇兩個對角的位置 同時安裝所述數(shù)據(jù)采集裝置，選擇測試層的正中位置處作為一個風(fēng)速時程的模擬點，且在 每個測試層的正中位置處布設(shè)所述風(fēng)速儀和溫度傳感器；
[0036] (2)平均風(fēng)速計算模塊2,其利用風(fēng)速儀監(jiān)測出每測試層的風(fēng)速總量，橫向角和豎 向風(fēng)速，取0.2s為采樣時間間隔，進(jìn)行平均風(fēng)速的計算時，引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q:
[0037]
[0038]每測試層在一個采用時間的平均風(fēng)速的計算公式為：
[0039]
[0040] 其中，A為風(fēng)速總量w在X方向的分量值的極大值和極小值之和，B為風(fēng)速總量w在y 方向分量值的極大值和極小值之和，P為當(dāng)?shù)仄骄鶜鈮?，F(xiàn)為當(dāng)?shù)仄骄鶞囟?，PwatS當(dāng)?shù)仄?均水汽壓，F(xiàn) b為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)壓系數(shù)；
[0041] (3)各模擬點的脈動風(fēng)速時程計算模塊3,包括生成所述各模擬點的脈動風(fēng)速時程 的脈動風(fēng)速功率譜，進(jìn)行脈動風(fēng)速功率譜的模擬時，引入溫度修正系數(shù)
，其 中Το為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T為由所述溫度傳感器實時監(jiān)測得到的平均溫度值，則
[0042] Τ 2 To時，所述脈動風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0043]
[0044] T〈TQ時，所述脈動風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0045]
[0046]其中，λ為根據(jù)塔器本體結(jié)構(gòu)選擇的地面粗糙度系數(shù)，g為根據(jù)平均風(fēng)速W⑴選取的 頻率截取上限值；
[0047] (4)風(fēng)速時程計算模塊4,包括微處理器，所述微處理器利用諧波疊加法對相同位 置處的平均風(fēng)速和脈動風(fēng)速時程進(jìn)行疊加，得到各模擬點的風(fēng)速時程；
[0048] (5)風(fēng)速模擬顯示模塊5,包括依次連接的隔離放大器和數(shù)字顯示屏，所述隔離放 大器的輸入端與所述微信處理器連接。
[0049]本實施例的高聳塔器在塔器本體上安裝了風(fēng)速時程快速模擬裝置，便于塔器本體 風(fēng)速時程特征的及時獲取;采用風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行風(fēng)速時程模擬數(shù) 據(jù)的監(jiān)測和采集，取代了傳統(tǒng)技術(shù)人工激勵和昂貴的激振設(shè)備，降低了成本，實用便捷;所 述模擬裝置基于諧波疊加法的基礎(chǔ)上，對平均風(fēng)速和脈動風(fēng)速的計算公式進(jìn)行優(yōu)化，減少 了計算的工作量，提高了風(fēng)速時程模擬的效率;在計算平均風(fēng)速時引入平均風(fēng)速校正系數(shù) Q，計算