在特殊气候条件下,输电导线在霜冻和雨雪附着的条件下容易形成覆冰导线。覆冰导线在一定的风速和风攻角下容易产生大幅度舞动,这种舞动是产生于中低速风速条件下的频率低、幅度大的自激振动。目前对覆冰导线舞动的研究大多局限于定常风场下的准静态假设,但实际工况中覆冰导线是舞动的,且自然界中风场是非定常随机来流,研究非定常风场下覆冰导线动态气动力特性比定常风场准静态假设更接近真实情况。本文采用数值模拟方法,应用流体动力学软件FLUENT,对正弦风和导线舞动轨迹进行编程,并结合动网格技术实现流固耦合,研究正弦风场下新月形和D形覆冰导线的动态气动力特性。本文主要研究了以下几个方面:对正弦风场下新月形覆冰单导线的静、动态气动力特性进行模拟和比较,并分析攻角、来流速度的脉动频率和幅值变化对气动力的影响,验证计算方法的正确性。结果表明:(1)正弦风场作用下,静态气动力系数的平均值(或绝对值)大于定常风场下的数值,二者随攻角的变化规律相同;动态气动力系数略高于定常风场下的动态值。(2)动态阻力系数主频与脉动风场的频率相同,升力系数主频与导线舞动频率一致。(3)脉动风幅值一定时,脉动频率f<1.0 Hz(长周期脉动)时,频率对静态气动力的影响很小;当频率f>1.0 Hz(短周期脉动)时,随频率的增加,静态气动力系数出现峰值的时间前移,阻力系数和扭转系数的平均值明显减小,幅值变化增大,升力系数的平均值则增加,幅值变化减小;频率对动态气动力系数的影响不大。(4)脉动频率一定时,气动力系数随幅值的增加而明显增大,且静态气动力系数前半周期随幅值的变化比后半周期的变化要大,具有不对称性;幅值对气动力的影响明显大于脉动频率的影响。对新月形二分裂覆冰导线定常风场和正弦风场的动态气动力特性进行了模拟,分析了攻角对动态气动力的影响。研究表明:(1)定常风场下新月形二分裂覆冰导线子导线2的气动力系数均小于子导线1,子导线的气动力系数呈明显的周期性。(2)正弦风场下新月形二分裂覆冰导线与定常风场下相似,子导线2的气动力系数均小于子导线1,但子导线1、2阻力系数主频均与脉动风频率一致;子导线1、2的升力系数主频均与舞动频率一致。(3)不同攻角下正弦风场下动态气动力系数均大于定常风场下数值。(4)攻角增加时,导线的阻力系数增加,波动幅度随攻角的增加变大;升力系数减小,波动幅度随攻角的增加变小。对D形二分裂覆冰导线定常风场和正弦风场的动态气动力特性进行了模拟,分析了攻角、导线间距对气动力特性的影响。结果发现:(1)定常风场与正弦风场下D形二分裂覆冰导线子导线2的气动力系数均小于子导线1;正弦风场子导线1、2阻力、升力系数主频均与舞动频率一致。(2)正弦风场气动力系数曲线波动幅值均大于相同条件下定常风场的气动力系数,子导线2的气动力系数均值略小于定常风场气动力系数均值。(3)导线间距对气动力系数影响不大,但对背风侧子导线的影响明显大于迎风侧子导线。(4)D形二分裂覆冰导线动态气动力系数均值均明显大于新月形二分裂覆冰导线动态气动力系数均值。