基于声子晶体理论的导线防舞方法及数值验证.pdf

第 39卷 第 1期 三峡大学学报 (自然科学版) Vo1．39NO．1 2017年 2月 JofChinaThreeGorgesUniv．(NaturalSciences) Feb．2O17 DOI：10．13393／j．cnki．issn．1672—948X．2017．01．018 基于声子晶体理论的导线防舞方法及数值验证 张梦鸽 黄一凤 张 研 韩 林 张廷龙 (1．河海大学 力学与材料学院，南京 210098；2．国家电网江苏省 电力公司电力科学研究院，南京 211103) 摘要 ：为 了解决特高压输电线路 的减振 防舞 问题，保证线路安全 ，基于声子 晶体局域共振理论 ，研 究了多振子导线的减振效果．从导线的振动微分方程 出发，应用传递矩阵法给 出了无限周期结构 的多振子导线在低频振动中的带隙结构 ，表明低频振动带隙的存在．以四分裂导线为例，采用有 限 元法计算 了有限长无振子导线和多振子导线两种不 同结构的振动频率响应．计算结果表 明，在低 频范围内多振子导线相对于无振子导线具有显著的减振 效果 ，理论研 究与仿真计算结果 吻合较 好．声子 晶体理论为导线的减振 防舞提供 了一种新的途径． 关键词 ：导线舞动； 声子 晶体 ； 多振子； 带隙； 数值计算 中图分类号 ：TM752 ．5 文献标识码 ：A 文章编号：1672—948X(2O17)O1—0089—04 Anti—gallopingM ethodforConductorsBasedonPhononicCrystal TheoryandNumericalVerification ZhangM engge HuangYifeng ZhangYan HanLin ZhangNailong。 (1．CollageofMechanics8LMaterials，HohaiUniv．，Nanjing210098，China；2．StateGridJiangsuElectric PowerResearchInstitute，Nanjing211103，China) Abstract Tocontrolconductorgallopingonultrahighvoltagetransmission lines，thedampingeffectoflines withmultipledampersisstudiedbasedonthelocalresonancetheory．Bysolving thedifferentialequation of linevibrationswiththetransfer—matrixmethod，thebandstructureofinfinitelineswithmultipledampersvi— bratingatalow frequencyisgiven，confirmingtheexistenceofbandgapsinlow—frequencyrange．Thevibra— tionfrequencyresponseoftwotypesofquad—bundledconductors，i．e．finite—length oneswithoutdampersas wellasfinite—lengthoneswithmultipledampers，iscalculatedusingthefiniteelementmethod．Thecalcula— tionresultsremarkably indicatethedampingeffectofphononiccrystallineswith low—frequencyvibrations， whichalsotallywiththeoreticalresults．Thephononiccrystaltheoryprovidesanew methodforreducingcon— ductorgalloping． Keywords conductorgalloping； phononiecrystal； multipledampers； bandgap； numericalcalcu