考虑流固耦合的泵站压力管道激振特性有限元分析

为探究大型高扬程泵站压力管道运行时高频激振的诱因和振动特性,以甘肃省景电二期总干七泵#1压力管道为研究对象,采用附加水体质量法建立基于ANSYS有限元的简化流固耦合仿真模型,对压力管道的激振特征进行数值模拟,分析不同机组启闭工况下压力管道的振动模态及位移变形规律,揭示压力管道的主要振动变形特性。结果表明,在多种运行工况下,压力管道弯管段和大小管连接段振动比较明显,且高阶模态的振型振幅高于低阶模态,不易被激振的出水管随着阶次的增高也逐渐产生振动变形。经DASP测试系统现场振动监测表明,数值模拟结果与现场测试结果吻合良好。该结论可为高扬程泵站压力管道避振、减振优化设计提供技术支撑,也为同类泵站工程的更新改造设计和安全运行提供理论依据。     

钢制流道立式轴流泵站振动特性分析及安全评价

钢制流道立式轴流泵站设计方案与常规混凝土流道方案相比具有施工简便、水泵装置安装方便的优点。但泵站运行时,流道内复杂的水流条件对钢制薄壁结构产生的流激振动是设计中的关键技术问题。基于大型有限元软件ADINA,建立泵站混凝土结构—钢制流道—流体的三维流固耦合有限元模型,进行了自振特性分析及共振校核,并在时域范围内进行流固耦合振动特性的研究,重点分析了关键点的振动响应,并进行振动安全评价。结果表明,钢制流道设计方案合理可行,研究结果对泵站钢制流道的设计和应用具有重要的参考价值。     

泵站管道混沌振动短期预测分析

为探索泵站管道混沌程度对短期预测精度的影响规律,确定适用于泵站管道混沌振动的短期预测方法,以某灌区泵站管道振动响应为例,采用Volterra级数和径向基(RBF)神经网络两种预测方法,建立了管道振动短期混沌预测模型。首先以典型混沌系统Lorenz x分量为算例验证两种方法在混沌预测领域的有效性;其次,选取受机组运行及流态突变影响的振动响应,分别建立混沌短期预测模型并分析不同工况下的预测精度;最终综合对比两种方法的预测精度。结果表明,针对泵站管道振动响应,RBF神经网络和Volterra级数预测模型均有较好的预测效果;振动响应混沌程度越高,预测精度越低,且混沌程度越高可有效预测的时间序列越短;对于混沌程度较高的时间序列,Volterra级数预测有相对更低的平均相对误差、均方根误差,预测误差相对RBF神经网络更小,具有更高的预测精度。     

大型泵站压力管道激励源辨识研究

针对甘肃景泰电力提灌总干二泵站存在的压力管道振动问题,基于DASP振动测试系统获得振动信号,通过时域分析法和频谱分析法分析各工况下的振动信号,得到各工况下振源的主要频率;运用功率谱法,分析出压力管道振动存在的主要振源。分析结果表明,引起管道振动的主要原因是离心泵等设备引起的机械振动,水流激励次之,并针对此结论提出相应的减振措施。     

拱形管道的分析计算与优化设计

在供热管道设计中，如何优化拱形管道的设计是工程技术人员普遍关心的问题。本文通过对单个和多个变量变化时的定量分析计算，得出了拱形管道各主要设计参数变化时对其强度和稳定性影响的趋势图，对优化设计起到一定的指导作用。     

火电厂管系振动原因分析及减振方法

由于电厂汽水管道系统支吊架设置不当、管道局部走向不合理,导致管系运行中经常发生振动,对管系及相关设备的安全运行带来重大安全隐患,进而影响整个电厂的安全性和可靠性。为保证电厂安全运行,消除事故隐患,有必要对管系振动形成的机理进行深入的分析和研究。分析了引起汽水管道振动的原因,认为系统自身的激振力是引起管道振动的主要因素,同时对引起振动的其他原因进行分析,并给出了减弱或消除汽水管道振动的建议和措施,为电厂汽水管道振动治理工作提供一定的技术支持。     

轴流泵优化设计及压力脉动特性研究

为探究明渠流对轴流泵装置性能的影响及提升大型低扬程轴流泵装置的整体水力性能,基于泵装置悬空高度、明渠进水池宽度、明渠出水池宽度三个参数,对大型低扬程泵装置进行三维非定常数值模拟计算,通过优化分析选出最优轴流泵装置模型,优化后的模型水力效率由81.3%提升为84.5%,进一步分析了最优轴流泵装置模型在不同流量工况下的流场特性及压力脉动特性。结果表明,小流量工况下运行的泵装置压力脉动时域特性明显优于额定流量工况和大流量工况,转轮进口及导叶进出口处测点压力脉动系数值均不超过0.01;转轮进口处三种流量工况下最大脉动系数均低于0.015,小流量、大流量工况下导叶出口处的压力脉动系数接近0,额定流量工况下导叶出口处的压力脉动系数为0.122。     

梯级泵站管道TMD振动控制仿真与减振优化

为了解调谐质量阻尼器(TMD)的减振效果,以某灌区泵站输水管道为例,全面分析TMD减振系统对管道结构的减振效果,以寻求最佳减振方案。结果表明,TMD减振系统可有效降低管道振动幅值;在适宜的质量比范围内,TMD减振效果相似;等质量情况下,单个TMD和两个TMD减振装置减振效果基本一致,因此在减少大质量附加质量对主结构自重的影响下,实际应用中宜分成等质量的多个减振装置,以达到较好减振效果;TMD装置布置在激励源附近或发生振动较明显的部位可高效减振。研究成果为大型管道结构振动原因分析和TMD减振控制产品研发提供了依据。     

电站锅炉中的管道振动

锅炉和发电厂的承压管道当发生稳态或瞬态振动时，对电厂安全经济运行构成威胁。本文分析了潜在振因和它的影响，管道振动的限定和验收，并介绍了消除或控制振动的有关措施和设计方法。     

FSI效应对管道水击运动特性的影响分析

使用哈密顿变分原理和变形体流体运动的基本方程建立了输流固耦合运动方程,由此构造出描述管道波－波－振动系统的动力耦合效应的4－方程模型,并得到了相应的复频解析解,将该模型与经典模型做了对比分析,结果表明,改进模型能更好地反映管道水击运动的特性。     

松塔水电站工程提水泵站优化设计

为了提高松塔水电站提水泵站的效率和经济性,根据现场地形情况及工程自身特点对提水泵站进行了优化设计,将设置在大坝下游的提水泵站前移至坝后发电站旁,并将提水泵站水泵进水管由无压进水改为接坝后电站供水有压管,利用水库水位差的势能直接实现能量转换,另外为降低主供水点的提水扬程,将两个供水点一条供水管线改为两条管线分别供水,大幅降低了提水能耗。通过优化设计,节能降耗效果十分显著。     

凝结水管道的减振优化设计

首先提出了流体输送管道振动的数学模型，重点推导了在周期激振内作用下管道振动的稳态响应关系，在此基础上深入地讨论了电站汽轮机凝结水最小流量再循环管道的减振优化设计方法，最后给出了一个工程应用实例，说明本文所提出方法的有效性。     

基于响应面法的管道泵优化设计

以某立式管道泵为例进行优化设计,利用响应面法对叶轮直径D2、叶片出口宽度b2、叶片出口安放角β2、包角φ四个叶轮参数进行设计试验,第一阶段采用线性回归分析得到19组试验数据,通过方差分析发现存在单因子二次项对相应变量的影响;第二阶段利用中心复合设计(CCD),在19组试验数据的基础上又进行了12组试验,方差分析显示,单...     

城市雨水泵站运行效果模拟及优化调控分析

根据天津市某工业园区雨水管网及泵站资料,利用SWMM软件构建雨水泵站模型,模拟了雨水泵站的运行情况,并应用所得数据对泵站进行优化调控分析。结果表明,模拟所得泵站的流量过程曲线与实际运行情况相符,并得到出水量与收水面积呈正比;大泵站在重现期较小情况下优化调控节能效果显著。     

河北丰宁抽水蓄能电站高强钢岔管设计优化与技术研究

河北丰宁抽水蓄能电站是当前世界上在建装机容量最大的抽水蓄能电站,本文根据设计方案按初拟缝隙值和围岩弹性抗力系数,在联合受力条件下对岔管体形参数进行三维有限元设计优化,经优化后最终方案岔管的结构既满足明岔管准则的应力控制标准又符合埋管工况下的抗力限值要求,体形参数选择也满足规范要求,其成果对工程应用及国内外同类型电站钢岔...     

车用增程器扭振特性优化与鲁棒性分析

针对某款带有双质量飞轮（dual-mass flywheel,DMF）的混合动力汽车增程器轴系,进行了扭振特性多目标多参数优化与鲁棒性分析。首先在系统仿真软件Amesim中搭建了其扭转动力学模型,通过对比仿真与实测的增程器轴系自由端转速波动验证了模型,发现模型能较好地与试验结果吻合。选取轴系各段转动惯量、扭转刚度及阻尼等14个主要设计参数作为待优化参数,并以轴系强度、刚度与低阶固有特性等要求为约束条件,采用第二代非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA—Ⅱ）对轴系总惯量、典型稳态工况下关键节点角加速度与节点间传递扭矩之和等6个扭振特性指标进行了多目标优化。最后分析了单参数扰动情况下的轴系扭振系统鲁棒性。结果表明：双质量飞轮弹簧疲劳强度及轴系低阶固有特性等达到了约束条件要求,且大部分评价指标有所改善;减振皮带轮与主飞轮角加速度指标鲁棒性较好;在给定扰动条件下,2阶模态阻尼比有一定概率不满足设计约束,部分设计参数的扰动超出许用范围。     

大型泵站双调机组的工况调节优化计算

为了更好地推广应用双调机组运行工况调节技术,介绍了大型泵站双调机组的技术特点,采用数值计算方法优化确定其运行工况调节方案,以实现运行节能。通过求装置效率特性曲线的最大极值点,获得给定的装置扬程下的最佳转速和最优叶片角度。结合操作可行性,拟定了不同装置扬程下双调机组的变速、调角运行方案。实例应用结果表明,双调机组运行工况调节技术简单有效,优化后双调机组具有可观的节能效果。     

ANSYS在水轮机部件流固耦合振动分析中的应用

通过对弹性体振动的有限元方程和不可压缩粘性流体的有限元方程的分析，建立了弹性体与粘性流体流固耦合的有限元方程。以水轮机导叶为例，运用ANSYS有限元软件计算了其在空气中的振动特性以及流固耦合振动的频率和振型，并对二者进行比较，分析了影响振动的因素。