输电导线的覆冰时变仿真模型

为了揭示输电线路导线覆冰形成过程,从空气动力学和热力学角度出发,建立了包含捕获过冷却水滴和冰面热传递等过程的覆冰预测模型。采用边界元法求解了2维不规则物体绕流的空气流场;在假定的气液两相分离的条件下得到了水滴运动控制方程;并采用二阶差分方程求得过冷水滴的运动轨迹,得到了输电线表面各单元的瞬时局部碰撞率。建立并求解输电线表面覆冰的热平衡方程,从而得到各表面单元的覆冰情况,并结合覆冰时间对覆冰过程进行模拟。所得到的覆冰形貌和覆冰质量与已有实验结果基本相符;且该模型的环境参数和导线状态等输入条件在计算过程中可以随时改变而不影响模型的连续计算。此外,采用该模型可以得到时变的覆冰形貌和覆冰质量,能较好地适应实际情况中的复杂时变气象条件。