تحلیل فرکانسی کابل خطی تحت نیروی آیرودینامیکی ناشی از تندباد اتفاقی

هدف از این مقاله، شبیه سازی ارتعاشات ناشی از نیروی آیرودینامیکی ناشی از وزش باد می باشد. اغتشاشاتی که در اثر عبور جریان هوا بر روی کابل ایجاد می شود، باعث رشد نوسانات کابل تا نوسانات حدی با دامنه مشخص می گردد. در این مقاله از مدل آشفتگی درایدن جهت مدل سازی نیروی آیرودینامیکی ناشی از وزش باد استفاده می شود. معادلات حرکت کابل متصل به میراگر الکترومغناطیس با استفاده از اصل همیلتون استخراج و سپس با اسفاده از روش گالرکین به مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل معمولی خطی گسسته می شوند. در ادامه توابع تبدیل مود ارتعاشی اول کابل محاسبه و نمودار بود اندازه و فاز برای این توابع تبدیل با استفاده از نرم افزار matlab ترسیم می گردد. تاثیر پارامترهایی تندباد نظیر مقیاس طول تندباد، شدت تلاطم تندباد و سرعت باد بر پاسخ فرکانسی کابل مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که افزاش مقیاس طول تند باد و همچنین افزایش سرعت باد سبب کاهش فرکانس تشدید در سیستم می گردد.

frequency analysis of linear cable under wind-induced aerodynamic force causedby random gust

the purpose of this paper is to simulate the vibrations caused by the aerodynamic force of the wind blowing. disturbances of aircurrents over the cable cause the oscillations of the cable with certain amplitude. in this paper, the dryden turbulence model is usedto model wind-induced aerodynamic force. the equations of motion of the cable connected to the electromagnetic damper isobtained by using the hamilton principle and then they are discretized to a set of linear ordinary differential equations by adoptingthe galerkin method. in the following, the transfer functions of the first vibration mode of the cable are obtained and the bodediagrams for these transfer functions are plotted using matlab software. then the effects of random gust parameters, such aslength scale, turbulence intensity and wind speed on the frequency response of the cable are investigated. the results show thatincreasing length scale and wind speed decrease the resonant frequency of the system.