雷诺数为10000时航空警示球对输电线的气动特性影响研究

摘要

穿越机场净空区和空域范围的输电线路上需安装航空警示球，大面积安装的航空警示球将会影响地线周围的流场，给输电线路在风场中的稳定运行带来安全隐患。基于计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟，建立了类似航空警示球-地线的球柱组合结构的三维流场，研究了雷诺数(Reynolds, Re)为10 000时航空警示球对输电线气动特性的影响。结果表明，警示球会显著影响其周围地线的气动特性。靠近警示球的地线段相比远离警示球圆柱段有更大的负风压，且变化更加剧烈，尤其在圆柱表面位置角θ为60°～90°和θ为270°～300°时有更明显的强负压；警示球会显著增大周围地线的平均阻力系数，增强阻力系数和升力系数的振荡幅度，影响范围大约在警示球周围0.95 m范围内；警示球与附近地线的旋涡在脱落过程中相互作用，从而导致地线漩涡脱落形式不规律，进一步影响到漩涡脱落的频率以及斯特劳哈尔数。

关键词

球柱组合结构 / 绕流场 / 大涡模拟 / 雷诺数 / 输电线