采用CFD(计算流体力学)数值模拟方法研究了特高压圆管输电塔的气动力特性。基于SOLIDWORKS和ICEM软件建立了输电塔整塔的精细化CFD数值模型,采用基于RANS的SST k-ω湍流模型模拟输电塔周围的空气流动,重点分析了不同风速和风向角下输电塔各塔段的气动力系数,并将数值计算得到的各塔段阻力系数与国内外规范值进行了详细对比分析。研究结果表明输电塔最高处的参考风速对气动力系数的影响很小;大部分塔身的阻力系数值关于风向角45°呈现对称状态;在45°~90°风向角内,阻力系数随着风向角的变化呈先减小后增大趋势,在60°达到最小值;塔身的升力系数几乎为0;数值模拟得到的大部分塔段(除塔腿及其相邻段)的阻力系数大于规范取值。

水平风作用下输电塔风荷载的研究已经取得一定成果,但有竖向风联合作用下的输电塔风荷载的研究甚少。采用多天平同步测力风洞试验方法,获得了水平风和竖向风联合作用下的输电塔塔身节段的气动力系数。试验研究表明:多天平同步测力方法可以直接且准确地测量输电塔构件的风荷载;与常规试验相比,多天平同步测力方法可以用于同时具有攻角和偏角的风作用下输电塔风荷载的测量,且能准确地模拟输电塔的气流扰流,减少或避免风洞地面或分离平台引起的边界层效应;来流风攻角在±5°范围内时,竖向风对阻力系数的影响较小,可以忽略;来流风攻角较大时,竖向风对输电塔塔身气动力系数的影响较大,不可忽略。