计及水力系统详细模型的多机系统暂态稳定计算

对水力系统模型的简化,是制约电力系统暂态过程仿真质量提高的主要原因之一. 建立了用于电力系统暂态稳定分析的复杂水力系统不同形式的数学模型,包括引水系统刚性水击模型和弹性水击模型以及水轮机线性化模型和非线性模型.通过对具有复杂水力系统的多机系统在大扰动下的过渡过程进行计算,分析了引水系统和水轮机不同模型对暂态稳定计算结果的影响.结果表明:水力系统的不同模型对多机系统暂态稳定计算的初始阶段影响不大;刚性水击模型与弹性水击模型下的变化曲线较接近;非线性水轮机模型与线性水轮机模型下的变化曲线在暂态过程中后期差别较大;简化模型过于简单,计算结果误差较大.     

基于动态矩阵算法的水轮机调速系统网络控制

将网络控制系统应用于对水轮机的控制,针对网络控制中存在的丢包现象,提出基于动态矩阵的网络控制方法,降低了网络丢包对控制系统的影响.在对水轮机建立刚性水击线性模型的基础上,在truetime网络环境中分别采用动态矩阵和PID对其进行控制仿真,仿真结果表明,动态矩阵在水轮机网络控制中更具优越性.     

水轮机甩负荷过渡过程的解析计算法

本文提出一种求解反击式水轮机甩负荷过渡过程的解析计算方法。这种方法与传统的计算方法的主要区别在于:给出了适用于所有类型反击式小轮机的通用求解公式,而无需已知静态力矩特性,便可准确求解过渡过程最主要的工况参数——转数的瞬变曲线。由于通用的解析计算公式是以逸速时间比τ_n 做为参量的,而τ_n的计算,作者早已给出了一整套较为完善、准确的方法,因此,保证了转数瞬变曲线的求解精度。装置水头的瞬变曲线则由一般的刚性水击微分方程式的求解确定。比较了实测曲线与按本文方法解析计算的曲线,证明本方法简单,实用,并且有较为满意的求解精度。     

水击現象某些基本楧畹牧魈辶ρХ治

本文根据流体运动的基本方程通过量级分析方法,从理論上说明了影响水击现象得因素的数量级大小,并給出了这些影响因素的判据。写出了一般情况下由特征理論所得的联鎖方程和水击波速公式。同时,对各种形式的管路系統及不同的調节方式作了水击图解实例,图解法的結果表明:复杂管路中边界条件,启閉方式对水击压强有显著影响,并可看出其变化过程的某些規律。     

水电机组水力系统和调速器控制规律对电力系统稳定的影响

水电机组的动态过渡过程是一个水力系统、机械系统和电气系统间的相互影响、相互制约的复杂过渡过程.通过对水电机组复杂非线性模型的仿真研究,探讨了水电机组引水系统的水击效应和水轮机调速器控制规律对电力系统稳定的影响.研究结果表明:由于水击作用的影响,原动机的自动调节会恶化系统阻尼,使转子摇摆曲线的衰减速度明显减慢,水轮机调速器的微分作用对单机-无穷大电网的稳定是不利的,并入电网运行的水电机组调速器应采用PI控制规律.     

特大口径水轮机进水球阀最优动水关闭规律及数值模拟

全面系统地分析了特大口径水轮机进水球阀在直线关闭、二阶段关闭情况下的动水关闭过程,选择可能出现的最不利工况,研究进水阀前后压力及机组流量的变化过程.通过研究发现,二阶段关闭有效地降低了水轮机进水球阀的最大水击压力,但同时在拐点处引起了尾水管压力以及机组流量的波动.在此基础上,深入进行阀门内部流场整体和细部结构的数值模拟,发现球阀内部涡区分布与水击压力最大点之间的必然联系.     

可逆水泵水轮机内部流场计算与稳定性分析

要优化水泵水轮机转轮设计,应了解包括转轮在内的水泵水轮机全流道的流动特性。提出了按水泵给定流道参数和转数,从水轮机方向计算叶型的全三维逆向设计方法。采用三维不可压紊流的连续方程与动量方程和紊动能与耗散率方程对内部流场进行研究计算。选用高水头可逆式水泵水轮机进行了全流道双向三维湍流数值模拟与稳定性分析。由于在设计中综合考虑了水泵和水轮机的双向流动特性,设计转轮有较好的效率。     

基于MATLAB软件的弹丸射程与转数关系

建立火控弹道的数学模型,运用MATLAB软件对该数学模型进行计算分析,得出了弹丸射程与转数之间的关系,以及弹丸初速、射角变化对转数和射程关系的影响．     

基于计转数定距技术和导程的弹道工程算法

针对计转数定距技术在不同弹道情况下的适用性进行了分析,提出了一种基于转数和导程的弹道工程计算方法.使用空气动力学原理对弹丸飞行过程中导程的变化进行了理论分析,探讨了影响导程变化的主要因素及变化趋势,得出计转数定距技术适用于低伸弹道和曲射弹道上升段,且在弹道设计时应尽量避开跨音速区.通过试验验证了该工程算法,结果表明:计算结果与实际吻合度较高,该算法可以用来反算计转数定距所需转数,为计转数定距空炸技术的设计计算及工程研制提供参考.     

叶片泵叶轮形状与比转数之间变化关系初探

本文根据比转数计算公式、流量和扬程与叶轮参数之间的关系。导出了叶片泵叶轮形状与此转数之间变化关系式。并用例题进行了验证,取得了用关系式计算的比转数值与用公式计算的比转数值基本一致的结果。总之,本文初步提出了用叶轮几何参数计算比转数的公式。     

紫荆关流域洪水径流过程变化及影响因素分析

利用Mann-Kendall非参数秩次检验法分析了紫荆关流域历年最大洪峰流量、次洪总量和洪水过程线的变化趋势,洪峰和洪量有显著下降趋势,洪水过程线有从尖瘦型向平坦型变化的趋势.探讨了影响洪水过程变化的降雨因素和下垫面因素.降雨量和降雨强度的变化趋势不明显,而下垫面变化明显,由土地利用变化引起的土壤蓄水容量增加、流域平均下渗率增大,故下垫面变化是导致洪水过程线洪峰、洪量和形状变化的主要原因.     

起拱机计数器数值与拱型槽板曲率半径关系

起拱机调速机构计数器转数的大小直接影响生产出的拱型槽板曲率半径大小，本文根据实际情况，综合考虑了设备有关零件的外形尺寸，系统间隙，运动参数变化和拱型槽板回弹变形等因素的影响，推导出成型后计数器的转数与拱型槽板曲率半径的函数关系式。     

Π型竖轴双转子水轮机纵荡水动力特性研究

为提高潮流能装置发电功率及可靠性,加快潮流能开发利用,本文提出了一种Π型竖轴双转子水轮机的设计,并对Π型竖轴双转子水轮机的纵荡运动特性进行了研究。基于CFD方法,通过将水轮机旋转运动与振荡运动相结合的方法模拟水轮机的纵荡运动,对竖轴双转子水轮机在不同振荡频率、振荡幅值及叶尖速比下的纵荡运动进行模拟计算,同时与均匀流无振荡工况下的水轮机作对比,分别对振荡运动下双转子水轮机受力、获能效率及流场的变化特征进行分析。研究结果表明:双转子并列布置可提高水轮机获能效率、纵荡幅值及频率对平均获能效率影响较小。纵荡下双转子水轮机所受推力及侧向力的波动较大,且推力及侧向力波动幅值与振幅及振荡频率成正比。振荡频率影响泄涡频率,振荡幅值影响尾涡区长度。     

扩机爆破振动对运行中水轮机组的影响

水电站扩机工程施工过程中,研究爆破振动对邻近建筑物,特别是水轮机组的影响,有着重要的意义.以深溪沟水电站新增灌排洞施工为背景,通过对爆破施工条件下水轮机组运行状态的监测,得到了爆破振动影响下水轮机组振动的相关特性,分析了扩机爆破振动对运行中的水轮机组的影响.结果表明,实测水轮机组自振频率(约为100Hz),高于中远区爆破振动主频;爆破振动使水轮机组产生受迫振动,导致其振动峰值显著增大.改变装药量虽然会引起受迫振动主频的变化,但受迫振动的频率仍然偏离自振频率带,并不会引起水轮机共振.而如果装药量过大或爆心距过小,则可能导致水轮机组的峰值振速超出规范值,影响水轮机组的安全运行.     

管道水击数值模拟方法分析

通过对管道水击物理模型的概化,建立了其对应的数学物理方程,并将数学物理方程化为代数方程,对管道水击数值模拟的各个环节进行了探讨。通过管道水击数值计算程序的设计与调试,进行了管道水击的模拟计算,并分析了计算结果的科学性和合理性。     

CFD技术在固液两相流浆体水击压强计算中的应用

采用计算流体力学(CFD)动网格方法的弹性光顺法与局部网格重划法对阀门关闭过程进行了动态模拟,对阀门突然关闭引起的固液两相流浆体水击压强进行了数值计算。通过改变阀门关闭速度分析了阀门关闭时间对水击压强产生的影响进行了分析,并比较了不同初始流速对水击压强的影响。结果表明:延长阀门关闭时间将减小浆体水击压强的最大值,关闭时间超过2s后减小效果可忽略不计;阀门关闭时间一定时,初始流速越大浆体水击压强最大值也越大。     

水击波的反射及水击計算的新方法

本文首先从波的反射原理論述了水击波反射的一般规律,从而导出了计算調节閥門处反射系数的公式,然后在此基础上建立了簡单管路水击计算的新公式。新公式的特点是概念明確、計算簡便、不必逐項求解。最后,本文又根据水击波的反射原理,对复杂管路的水击計算提出了新的計算方法。     

潮流能水轮机转子系统动力学特性研究

水动力性能和安全可靠性是评价潮流能水轮机的两个基本指标,在水轮机设计阶段需要对其结构振动与可靠性开展研究与评价。本文采用有限元法推导竖轴等臂长和变臂长水轮机转子系统的横向振动模型,基于动量定理的流管法建立了不同变臂长方案的流体激励模型,采用Newmark数值仿真计算了水轮机转子系统的动力学响应。最后搭建潮流能水轮机结构振动实验台,测试水轮机的振动特性。研究结果表明:和等臂长相比,变臂长水轮机流体激励波动幅值增加,且变结构回转体对质量矩阵的影响不容忽略。竖轴水轮机的动力学响应存在复杂的倍频振动,实验结果从定性角度验证了数值模拟结果。本文的研究为竖轴水轮机的设计、运行和振动预测提供了基本的动力学参考,然而仍迫切需要加强潮流水轮机结构振动、可靠性的研究工作。     

基于CFD的水轮机内部流场数值模拟与分析

为预测水轮机内部的流动规律,建立水轮机二维几何模型,并对其进行结构化网格的划分,运用计算流体力学软件,采用标准 k-ε湍流模型和simple算法对粘性流场中水轮机内部复杂的流场变化进行了数值求解,获得了水轮机内部的流场分布云图,分析水轮机的流场特征,并将预测值与实验值对比,为水轮机的理论设计和性能预测提供依据。     

明渠不穩定流水位計算的經驗方法

建議的明渠不稳定流水位計算經驗方法包括起始断面中水位计算和下游河道中水位計算等两部分。起始断面中根据流量过程线的不同类型,给出了八种型式计算水位变化的經驗公式。对于下游河道,建議了对任一河段已知入流断面水位过程线的条件下,計算出流断面水位过程线的經驗方法。用建議的方法对两个河道做了计算。所得成果与实測资料极为接近。与现有的经验方法比較,本文建議的方法比較深入全面地反映了明渠不稳定流物理现象的实質,基本上包括了各种可能的流量过程线的典型情况。本方法运用簡便,精度较高,可以满足实际工程的要求。