水机电耦合系统建模及暂态分析

在水电系统研究中，水力系统与电力系统模型精度失配、缺乏全面的水机电数学模型是制约水电系统动态过程研究和提高仿真精度的主要原因。基于水机电各元件模型，采用积木式结构在MATLAB/Simulink环境下构建了水机电整体耦合系统模型，便于研究水力系统和电气系统之间的相互影响，分析水电站的暂态过程。基于该模型对单机无穷大系统进行了仿真研究，比较了电气系统扰动对水力系统的影响以及水力系统扰动对电气系统的影响，并对仿真结果进行了分析。     

裂隙地下水渗流及溶质迁移数学模型研究进展

针对裂隙地下水渗流及溶质迁移多场耦合数学模型,综述模型研究的发展历程与阶段性成果,将现有模型 划分为基于不同介质概化的等效孔隙介质模型、多重介质模型、离散裂隙模型,基于不同耦合方法的非全耦合模 型与全耦合模型,以及基于不同模型推导途径的力学途径模型与混合耦合理论模型。针对该领域研究的关键科 学问题总结其发展趋势,探讨裂隙地下水渗流及溶质迁移多场耦合数学模型研究的难点及潜在发展方向,为裂隙 地下水流及溶质迁移研究提供理论参考。     

水电机组轴系的形状记忆合金振动控制研究

水轮发电机组在不同运行工况下,将表现出不同的振动状态或故障现象.针对水轮机轴系的这种振动时变性,提出利用形状记忆合金(SMA)开展对该系统的新型主动振动控制研究.在SMA材料试验研究的基础上,进一步进行了系统理论分析和数值实验研究,建立了具有SMA控制器的水轮发电机组轴系的非线性振动模型和控制方法.分别考虑单一和耦合激...     

基于Lyapunov分解聚合法的汽轮发电机组轴系扭振稳定性分析

应用Lyapunov分解聚合法研究电力系统轴系扭振现象，将电力系统分解为机械系统和电气系统两个子系统，将机械系统转化为鲁里叶型系统，构造了一类鲁里叶型Lyapunov函数，对电气子系统也构造了一种Lyapunov函数，然后应用聚合的方法同时考虑两个子系统间的耦合作用，构造了整个机电系统的Lyapunov函数，并验证了其有效性。利用所构造的Lyapunov函数，在对该非线性系统在平衡位置稳定性所进行的详细分析结果的基础上，讨论了其稳定运行域。并用IEEE第1基准模型的时域仿真结果验证了所提出的Lyapunov函数的有效性。     

小型水轮机组水机电耦合振动机理研究综述

综述了开展水轮机组水机电耦合振动机理研究的目的和意义,结合当前已有水机电耦合振动研究成果的特点,拟定了小型水轮机组水机电耦合振动机理研究内容和方案,最后对该研究成果的潜在应用进行了展望。     

大型水轮机组瞬态动力时程响应分析

为研究机组在瞬态载荷作用下的运动规律,建立了大型水轮发电机组瞬态动力响应模型。模型将机组整个轴系的主轴、发电机转子、水轮机转轮及各轴承支承条件耦合起来,考虑了机组轴系的连续质量、转动惯量及摆动惯性。采取有限单元法和直接数值积分法相结合的方法,结合工程实例,对机组在瞬时初位移和瞬时不平衡载荷作用下的时程响应及轴心轨迹分别进行了计算机仿真计算,并对计算结果进行了分析和讨论。此计算模型、计算方法及总结的规律为大型水轮发电机组的振动研究提供了有益的参考。     

岩溶含水层水流模型研究进展

以岩溶含水层的复杂结构和水流运动特性为重点,简要阐述了岩溶含水层系统中物理概念和水流模型,包括等效连续介质模型、裂隙网络模型、双重介质模型、三重介质模型、连续管流耦合模型以及Darcy-Stokes耦合模型,对各模型特点及在应用中的优缺点进行了分析比较和评述,指出Darcy-Stokes耦合模型可以广泛应用于岩溶含水层的水流模拟细观研究;三重介质模型能较真实反映简单结构岩溶含水介质及岩溶水流态复杂性,应用和发展前景非常广阔。已有岩溶水流运动数学模型还不能够真正解决工程实际问题,有待进一步探索;在岩溶含水层非饱和水流运动机理、交叉岩溶裂隙水力特性、水文地质不确定性以及多场耦合数学模型研究等方面也有待进一步发展。     

尾闾河段的数值模拟研究

尾闾河段是否畅通，直接关系到河流能否安全泄洪、排沥，是水利部门十分关注的问题。本文阐述了采用一、二维耦合数学模型进行尾闾河段洪水与潮波的模拟的基本理论，对耦合模型的交界面条件及耦合方式进行了详细说明，并以某河尾闾段为例建立一、二维耦合模型。一维数学模型研究计算的范围为河口区上游的河段，平面二维数学模型研究计算的范围为近挡潮闸河段以及至河口外近海区域。模型以历史洪水和实测潮波分别进行了验证，计算结果与观测结果吻合良好，表明耦合模型可以较好地反映模拟河段及近海区的洪水与潮汐特性，解决河流尾闾段的水力模拟计算。     

稳定控制研究中的多机电力系统数学模型

【摘要】 〖ＨＴＫ〗 进行电力系统稳定控制研究时，必须首先建立研究对象的数学模型。由于选取 不同的电机数学模型和不同的 轴系，多机电力系统的数学模型有多种不同形 式。本文较详细地介绍了几种常用的多机电力系统数学模型，并着重阐明其间 的差别和特点。最后对如何确定系统的稳定平衡平衡点或控制目标进行了讨论 ，并论述了多机电力系统观测解耦状态空间模型，据此可以通过局部测量构成 局部控制器并达到全局稳定的目的。     

河流潜流带氮素迁移转化数值模拟研究进展

系统归纳了描述潜流带氮素迁移转化行为的水动力、溶质运移、微生物生长数学模型及其耦合关系,分析了耦合模型的主要参数及其影响因素,探讨了试验数据获取、过程耦合关系建立、模型参数识别对数值模拟不确定性的影响。针对现有研究的不足,提出了未来应加强潜流带原生环境监测、热传输过程与其他过程耦合、多维度多过程耦合模型优化计算等方面的研究。     

异步风电系统的小干扰稳定性研究

对异步风电机组(AWTG-Asynchronous Wind Turbine Generator)进行理论分析,列出AWTG的状态方程,包括风机模型、轴系模型和发电机模型.从数学模型及状态方程出发,利用电力系统小干扰稳定分析方法,对异步风电机组静态稳定性进行理论分析.在电力系统分析软件中对风电机组与无穷大电源组成简单系统进行仿真分析.理论分析与仿真结果表明,异步风电机组静态稳定性与异步发电机运行条件、风机惯量以及风电机组轴系参数密切相关,揭示了异步风电机组静态稳定的变化规律.     

热-流-固耦合渗流的数学模型及其应用

热-流-固耦合问题涉及许多领域,诸如石油热力开发领域中的渗流问题,孔隙介质中的渗流场、温度场以及岩石变形场之间就存在着复杂的耦合作用。该文首先建立了热-流-固多场完全耦合渗流数学模型,研究了全耦合偏微分方程组的求解方法,然后采用有限体积法和有限元方法相结合的数值模拟方法对耦合数学模型进行了求解,通过砂土固结算例验证了耦合模型及求解方法的正确性,最后作为应用实例,利用所建立的热-流-固耦合渗流数值计算模型对油页岩原位加热开发的渗流过程进行了数值分析。     

土石坝渗流热监测理论研究进展

对渗流热监测理论各发展阶段特点与相关研究作了评述,着重介绍了定量研究阶段考虑渗流场影响推求温度分布的正演分析,详述了各渗流场与温度场耦合数学模型的基本原理、模拟对象、耦合机理与模型计算方法,总结了渗流-温度场耦合模型研究的趋势与问题。介绍了耦合模型计算的2个部分(渗流场计算与温度场计算)的研究现状与发展重点,阐述了研究基于非饱和渗流双场耦合的必要性和建立模型涉及的基本理论。对未来的研究提出几点建议:考虑有关参数的温变特性,提高模型仿真精度;开展基于非饱和渗流的耦合模型研究,丰富复杂条件下渗流热监测理论;加强由温度场求解渗流场的反演分析研究。     

广蓄二期机组轴系安装和轴线调整及摆度定义探讨

本文论述广州抽水蓄能电站二期机电安装工程水泵水轮机／发电电动机组轴系各部件、推力轴承及推力头的安装，简要介绍轴系各部件的结构，并根据机组整体盘车及轴线调整的实践，对机组摆度的定义进行探讨     

水－盐－温－力多场耦合作用模型研究综述

寒旱区盐渍土环境,在以水－盐－温－力多场耦合作用为内因的水盐干湿循环和盐冻融循环共同作用下,使该区域的岩土结构发生损伤破坏。因此,水－盐－温－力多场耦合作用模型研究成为了环境作用研究领域的热点和难点。为了在细观上定量描述水分、盐分在温度变化下相态变化所引起的结构内部应力应变,在宏观上确定水－盐－温－力多场耦合作用对岩土体的损伤破坏程度,在国内外研究学者对多场耦合数学模型研究成果的基础上,采用理论分析的方法,分别从水盐运移模型、水热耦合模型、水热力耦合模型、水热盐耦合模型、水热盐力（ＨＴＳＭ）四场耦合模型几个方面进行综述研究,建立了在水分迁移方程中考虑结晶水含量、在水盐运移方程中考虑结晶盐固－液相变所引起的溶质摩尔质量的变化、在热流运输方程中考虑结晶盐相变潜热的寒旱区盐渍土水－盐－温－力多场耦合作用模型,为寒旱区盐渍土多场耦合作用的岩土结构损伤破坏机理研究和防灾型结构设计提供理论依据。     

耦合模型在辽河口地区水沙计算中的应用

根据辽河口地区滨海特点,采用一、二维耦合数学模型进行水沙与潮波模拟,文中阐述了耦合模型的基本理论及两模型的交界面条件,并介绍了模型公式及求解步骤。     

岩体单裂隙流固热化学耦合作用数值模拟研究

为全面研究渗流、应力、化学、温度影响下岩体裂隙的变化,建立了岩体单裂隙的流-固-热-化四场全耦合数学模型,并以Comsol Multiphysics软件为基础,将该数学模型转化为一个统一的偏微分方程组,实现了四场全耦合数值求解。该模型给出了更接近真实物理过程的数值解答,避免用松散耦合法求解多场耦合问题带来的误差。同时通过对两个实例的计算模拟,分析了在渗流、压应力、水化学溶蚀和温度等多因素耦合作用下,岩体单裂隙渗透特性的变化规律,得出了裂隙岩体渗透特性的影响机理和关键影响因素。     

岔管引水系统对低频振荡的影响

以往研究水力系统对低频振荡的影响通常以单机无穷大系统为例,虽有学者研究复杂水力系统下的低频振荡问题,但都是基于实际问题,缺乏较为通用的模型及理论分析.文章针对岔管引水系统,建立了水机电整体数学模型.采用特征分析法得到系统的所有振荡模式,然后利用参与矩阵进行划分,并对划分得到的机电振荡模式进行阻尼及相应参数灵敏度分析,研...     

珠江三角洲水文水动力耦合模型研究

粤港澳大湾区国家战略的实施对珠江三角洲河网区防洪保安提出了更高的要求。珠江三角洲地区除受本地暴雨影响外,上游受西、北、东江干流洪水威胁,下游受台风暴潮影响,洪涝灾害成因复杂,急需对珠江三角洲的洪涝特性进行深入研究,而数学模型是最为经济便捷的研究方式。水文水动力耦合模型是当前的研究热点,在珠江三角洲地区,水文水动力耦合模型大范围、跨区域的应用仍是空白。以珠江三角洲为研究区域,以具有三角洲洪涝特色的前山河流域中珠联围为重点研究区域,采用紧密耦合的方式,构建珠江三角洲水文水动力耦合模型。将研究区域的水动力模型与重点研究区域的水文模型耦合,采用2020年6月和2008年6月的实测水文资料进行了率定与验证计算。计算结果表明：模型计算值与实测值吻合较好,满足精度要求,可投入使用。本研究可为大湾区防洪保安研究及相关业务奠定技术基础,为国家战略的顺利实施提供保障。     

基于RANS方法的波流耦合数学模型

基于RANS水动力方程和k-ε双方程紊流模型提出波流耦合数学模型,研究稳定流条件下波浪传播特性。模型采用体积分数法(VOF)捕捉自由液面,在计算区域两端分别给定进口速度和出口压力边界条件来造流,同时使用内部质量源造波法造波。数值模拟结果与相关试验测量数据吻合,表明所建耦合模型可准确模拟波浪与水流相互作用。研究发现波浪周期和水流速度对规则波流相互作用所产生的波面线和速度分布有明显影响。