برای جستجو در بین هزاران پایان نامه در موضوعات مختلف     

      و دانلود متن کامل آنها با فرمت ورد اینجا کلیک کنید     

 
دانلود پایان نامه

نایگول و بوچان [3] مطالعات زیادی در رابطه با نوسانات یک مدل از خط انتقال در یک محیط شبیه سازی شده انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که مکانیزم دن هارتگ دلیل به وجود آمدن گالوپینگ نیست. آنها معتقد بودند که گالوپینگ اغلب توسط مکانیزم پیچشی خود تحریک کننده بوجود می آید. تئوری پیچشی بیان می کند که هرگاه سازه الاستیک در جریان پایدار هوا نوسان کند جریان نیز نسبت به سازه نوسان می کند. این نوسانات به نوبه خود نیروهای آیرودینامیکی متناوب را تولید می کنند که می توانند موجب افزایش دامنه نوسانات سازه شوند.
نواک در سال 1972[4] مدلی با چند درجه آزادی برای نوسانات عمودی با بکار بردن معادله تعمیم یافته انرژی برای هرکدام از مودها ارائه کرد.
مایرسکاف در سال 1973[5] یک مدل حرکت عمودی خالص برای گالوپینگ پیشنهاد کرد. او با استفاده از این مدل یک معادله موج غیر خطی درجه دوم برای گالوپینگ ارائه کرد و برای آن یک جواب بصورت سری به دست آورد. مایرسکاف به این نتیجه رسید که یک هادی چنین به نظر می رسد که در نهایت به گونه ای نوسان می کند که حرکات آن با یک هارمونیک یا مود بخصوص قابل بیان است.
مشاهدات آزمایشگاهی گالوپینگ کابل ها که در سال 1956 توسط ادواردز و مادیسکی[6] انجام شده بود این نتیجه گیری را تایید می کند. بنابراین شاید کافی باشد که تنها یک مود ارتعاشی برای حرکت کابل در نظر گرفته شود تا مدل ساده تری بدست آید.
پارکینسون[7] نیز در سال 1961 و 1964 یک مدل یک درجه آزادی جرم متمرکز برای بررسی حرکت عمودی یک هادی با سطح مقطع مربعی با فرض حرکت تک مودی بکار برد.
واندرباف [8] در سال 1984 یک مدل جرم و فنر برای نوسانات کابل ارائه کرد و جواب های مربوط به نوسانات عمودی و عرضی (در راستای حرکت باد) کابل را بدست آورد.
اگر چه حداکثر دامنه نوسانات عمودی کابل در طراحی برای اجتناب از برخورد بین فازها در خطوط انتقال بسیار مهم است، اما تئوری هایی که تنها نوسانات عمودی را در نظر می گیرند نتایج قابل اعتمادی نمی دهند. در واقع نتایج آزمایشگاهی که ادواردز و مادیسکس در سال 1956 ارائه کردند این مطلب را بیان می کند که نوسانات پیچشی تاثیر به سزایی روی نوسانات عمودی می گذارند. بسیاری از پژوهشگران حرکات در راستای عمودی و پیچشی همزمان را در مدل های ساده در نظر گرفته اند. به عنوان مثال ریچاردسون در سال 1981[9] و گورتماکر در سال 1984 [10]به وجود آمدن گالوپینگ (نا پایداری پروفیل استاتیکی اولیه کابل) را برای یک کابل که گالوپینگ بین حرکات عمودی و پیچشی دارد را بررسی کردند.
بلوینز و آیوان در سال 1974 [11] به صورت تئوری نشان دادند که پیچش نقش زیادی را در بوجود آمدن پدیده گالوپینگ تحت شرایط خاصی ایفا می کند. آنها یک مدل دو درجه آزادی که ارتعاشات عمودی وپیجشی کوپل را در بر داشت را بکار بردند و جوابهایی صریح برای پایداری اولیه و نوسانات حدی پریودیک و شرایط پایداری آنها با استفاده از روش میانگین زمانی برای حالتی که رزونانس داخلی وجود ندارد به دست آوردند. اما آنها برای حالتی که رزونانس داخلی وجود دارد تنها نوسانات حدی را بصورت عددی به دست آوردند بدون اینکه یک تحلیل پایداری برای پروفیل استاتیکی کابل و نوسانات حدی نهایی آن انجام دهند.
بیشتر کارهای تحقیقاتی که روی گالوپینگ انجام گرفته روی کوپلینگ بین نوسانات عمودی و پیچشی متمرکز شده اند با این باور که گالوپینگ عمودی به خاطر ارتعاشات پیچشی اولیه بوجود می آید و احتمالا در صورت تفاوت زیاد بین فرکانس های عمودی و پیچشی گالوپینگ اتفاق نخواهد افتاد. با این وجود کوپلینگ بین نوسانات عمودی و عرضی در نظر گرفته نشده است. درتحلیل گالوپینگ، مولفه های عمودی نیروهای بالا برنده و اصطکاک حاصل از جریان باد روی یک کابل به عنوان نیروهایی که نوسانات عمودی را کنترل می کنند مورد بررسی قرار می گیرند حال اینکه این نیروها مولفههایی در راستای افق نیز دارندکه دارای مقادیر قابل مقایسه ای با مولفه های عمودی می باشند که موجب نوسانات عرضی می شوند بنابراین حرکت کابل در راستای عرضی که بیشتر اوقات توسط محققان نادیده گرفته شده است می تواند از نظر دامنه حرکات با دامنه نوسانات کابل در راستای عمودی قابل مقایسه باشد.
جونز در سال 1992[12] نه تنها این موضوعات را اثبات کرد بلکه نشان داد که نوسانات عرضی کابل هرگاه با نوسانات کابل در راستای عمودی کوپل شود می تواند گالوپینگ عمودی را سبب شود. با این وجود جونز پیچش کابل را در نظر نگرفته بود و رفتار دینامیکی کابل پس از شروع گالوپینگ را بررسی نکرد.
لی در سال 1994[13] نیروهایی که بر اثر پدیده گالوپینگ روی عایق ها و بازوهای صلیبی دکل ها وارد میشود را بررسی کرد. دزایی در سال 1996[14] برای به دست آوردن رفتار دینامیکی کابل بر اثر پدیده گالوپینگ از روش اجزای محدود استفاده کرد و با استفاده از یک روش اختلالات نوسانات پریودیک و شبه پریودیک نهایی کابلها را بدست آورد.
پدیده گالوپینگ روی کابل های باندول شده نیز مورد توجه بعضی محققین قرار گرفته است. در سال 1977 نایگول وهمکارانش[15] یک سری آزمایش برای بدست آوردن رفتار پیچشی کابل های دو تایی و چهار تایی انجام دادند. آنها همچنین با استفاده از یک مدل باندول متشکل از چند هادی، یک تئوری برای رفتار پیچشی کابلها بدست آوردند. در سال 1990 نیز دیانا و همکارانش [16] یک روش تحلیلی را برای بررسی رفتار دینامیکی کابل های باندول شده ارائه دادند. برای مقابله با پدیده گالوپینگ روشهای مختلفی ارائه شده است که از جمله این روشها می توان به افزایش دادن فاصله بین هادی ها، استفاده از جدا کننده ها و استفاده از وسایل کنترل کننده گالوپینگ اشاره کرد.
در سال 1998 کیتگن و لیلین [17] یک وسیله جدید برای مقابله با پدیده گالوپینگ معرفی کردند و کارایی آن را به صورت تحلیلی و با استفاده از نتایج آزمایشگاهی نشان دادند.
مسعود فرزانه درسال 2008 [18] مدلی المان محدود از پدیده گالوپینگ را مورد بررسی قرار داد. وی سه نتیجه برای کار خود داشت: 1- پیش بینی حرکت عرضی کابل در نتیجه چرخش مجموعه. 2- شبیه سازی ریختن بار (یخ) بر روی کابل 3- نوسانات کابل و راههای مختلف ارائه واقعی تر نتایج.
مسعود فرزانه درسال 2009 [19] مدلی المان محدود از پدیده گالوپینگ با مجموعه ای دو، سه و چهار تایی را مورد بررسی قرار داد و دلایل خود را به اثبات رسانید.
در سال 2009 باررو گیل و همکارانش [20] ارتعاشات عرضی در یک کابل را مورد بررسی قرار دادند. آنها به این نتیجه رسیدند که رینولدز جریان هوا نیز در ایجاد گالوپینگ تاثیر گذار است. آنها به این مهم دست یافتند که در محدوده رینولدز 159 تا 200 گالوپینگ اتفاق می افتد.
در سال 2013 وان لی زونگ و همکارن [21] نیز روشهایی برای جلوگیری از پدیده گالوپینگ به دست آوردند. آنها گونه ای جدید از دمپر را اختراع کردند که قادر است ارتعاش خطوط، تنش دینامیکی برج ها، خسارت و خستگی سیستم را کاهش دهد. در نهایت دمپر آنها در یک خط انتقال 220 Kv در استان گواندونگ در چین نصب شد.
با توجه به مرور انجام شده، کارهای صورت پذیرفته در زمینه گالوپینگ را می توان به سه دسته کلی تقسیم بندی نمود.
الف- کارهای تحلیلی که بر اساس روشهای تقریبی حل معادلات دیفرانسیل حاکم و یا از روش عددی المان محدود می باشد.
ب- کارهای تجربی که بر روی مدلهای آزمایشگاهی و یا بر روی سیستم های انتقال قدرت واقعی انجام گرفته و هدف عمده آنها اندازه گیری سرعت وقوع گالوپینگ و همچنین محاسبه ضرایب آیرودینامیک کابل دارای یخ می باشد.
ج- طرح ها و روش هایی که برای جلوگیری از پدیده گالوپینگ توسط محققین ارائه شده است. بسیاری از آنها در عمل تست شده و کارایی خود را نشان داده ولی بعضی فقط در مرحله طرح باقیمانده و یا کارآیی مناسبی نداشته اند.
در این پایان نامه هدف بررسی تحلیلی پدیده گالوپینگ می باشد. برای این منظور از دو روش برای پیش بینی سرعتی که در آن گالوپینگ رخ می دهد استفاده شده است. در قسمت اول مدل سه درجه آزادی برای گالوپینگ ارائه و با استفاده از روش تقریبی مودهای فرضی سرعت گالوپینگ محاسبه شده است. در قسمت دوم از روش المان محدود جهت بررسی گالوپینگ بهره گرفته شده است. پاسخ دینامیکی سیستم در درجات آزادی مختلف محاسبه و از روی آن سرعت گالوپینگ بدست آمده است. همچنین اثر پارامترهای مختلف هندسی و فیزیکی بر روی پاسخ سیستم بررسی شده است. ضرایب آیرودینامیکی و هندسی کابلها در مثالهای ارائه شده از کارهای دیگران اقتباس شده است. در نهایت نتیجه گیری و پیشنهادات برای ادامه کار آمده است.
دسته بندی : علمی