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水电能源科学
水电能源科学

邴凤山 张勇传

月刊

1000-7709

sdny@mail.hust.edu.cn

027-87542126

430074

武汉市洪山区珞瑜路1037号华中科技大学内

水电能源科学/Journal Water Resources and Power北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要报道水、电、能源及相关学科的新理论、新技术、新方法及工程应用成果，适当报道经验交流、技术革新和技术改造，涉及水电、电气与电子、能源与动力、土木与力学、环境工程、控制工程、计算机等多个学科。读者对象为从事水、电、能源开发与研究、生产、建设、设计施工、教学的科技和管理人员及大专院校师生。
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    入池流量与倾角对鱼鳃式沉沙池内水沙二相流的影响分析

    艾玉林戚印鑫李琳李江峰...
    142-146,91页
    查看更多>>摘要：为提高沉沙池的除沙效果,提出了一种新型除沙措施即鱼鳃式沉沙池.鱼鳃式沉沙池在池室内部布设多组倾斜的过滤网片,利用滤网拦截泥沙,提高泥沙沉降效率.采用物理模型试验和数值计算方法,分析不同流量和滤网角度下的流场分布和除沙效果,以此得到较优的结构型式,为该类沉沙池的工程设计和技术推广提供理论参考.结果表明,植入鱼鳃装置后沉沙池的泥沙截除率提高了 12.5%～22.0%.数模计算进一步揭示,鱼鳃式沉沙池内流速变化分为五个区域,含沙量变化沿程呈现四个不同阶段.在泥沙沉积量计算中,最大泥沙沉积区出现在第一、二片滤网底部,建议增大鱼鳃装置前部的滤网孔径,使鱼鳃装置设置更加合理.

    鱼鳃式沉沙池试验与模拟流量滤网倾角流场

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    基于不确定性分析的供水管网压力监测点优化布置

    冯鹏吕谋董深王永康...
    147-151页
    查看更多>>摘要：针对现有供水管网压力监测点布置中产生的异参同效问题,基于正态分布利用蒙特卡罗随机抽样法分析管网节点需水量的不确定性,引入节点压力波动系数,讨论节点需水量的随机性对供水管网全局的影响,结合节点水压灵敏度,解决供水管网压力监测点布置中存在的异参同效问题.以华东某城区供水管网为例,结合水压相关性与水压灵敏性构建模型,采用蝙蝠算法求解,获得测压点布置方案.以稳态水力模型的节点需水量初始值为基准进行 20 000 次随机抽样,应用抽样值进行模拟,计算节点压力波动系数与节点灵敏度,确定最优方案,解决异参同效问题,为供水管网压力监测点布置方案的选取提供了新思路.

    不确定性分析压力监测点异参同效节点需水量蒙特卡罗随机抽样法灵敏性分析

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    基于现有结构扩容改造泵房的优化设计研究

    杨粤茗唐玮王浩冉
    152-155页
    查看更多>>摘要：受限于海塘管理规定等因素,邻江雨水泵房扩容仅能依托现有结构及穿堤管线.为充分挖掘泵房排水潜能、确保排水设施安全稳定运行,以上海罗泾港区雨水泵房的扩容改造设计为例,利用 CFD软件对泵房进水池流态进行仿真模拟,分析进水流量增大对整体流态、典型截面速度分布的影响,提出吸入口底部增设防旋板的优化方案,并对流态改善效果进行验证.结果表明,泵房能力扩容增加了底部漩涡形成风险,易造成泵组偏心振动;增设防旋板后水泵进水口流态得到明显改善,有利于保障和改善泵组运行稳定性,推动实现排水能力最大化提升.可为泵房扩容改造工程优化设计提供参考.

    潜水轴流泵扩容现有结构数值模拟流态分析漩涡

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    基于降雨—库水作用下的某库岸堆积体滑带土力学性能及损伤模型研究

    蔡龙马白虎方坤曾耀...
    156-160页
    查看更多>>摘要：库水及降雨往复作用下滑带土的力学性能演化是库岸滑坡形成发展及破坏的内在控制因素.基于宏微观室内试验和理论分析手段,研究了干湿循环作用下滑带土性能的劣化机理及力学损伤特性,并建立了基于宏观强度的微观损伤演化模型.结果表明,随干湿循环次数的增加,滑带土内摩擦角和粘聚力均出现降低趋势,剪切强度劣化率随干湿循环扰动程度的增加而显著提高;亲水矿物及干湿循环下的水动力影响效应,使得土样微观结构由致密向疏松多孔转变,颗粒间微裂纹及原生孔隙迅速增加.基于损伤力学和室内试验提出的宏微观损伤模型可有效表征干湿循环作用下滑带土的劣化规律.

    库区岸坡干湿循环强度劣化率劣化模型

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    基于多影响因素联合的某抽水蓄能电站主厂房洞室围岩变形预测

    张翌娜江琦张建伟李香瑞...
    161-165页
    查看更多>>摘要：为保证地下洞室围岩环境的安全状态,提出了一种以变分模态分解(VMD)方法分解原始数据和粒子群优化算法(PSO)提高预测精度为基础,基于多影响因素联合核极限学习机(KELM)方法的洞室围岩变形预测方法.该方法首先采用 VMD方法将监测位移分解为受趋势性因素影响的趋势项位移和受周期性因素影响的周期项位移,去除影响因素的干扰项,其次将演化状态及影响因素作为 PSO-KELM的输入数据,预测各影响因素所对应的趋势项或周期项位移,最后叠加两种分项位移,并将多影响因素结合的KELM方法与其他预测方法进行精度比较.对某抽水蓄能电站工程实测数据的验证结果表明,预测结果与原始位移的RRMSE 相差仅 0.76%,且二者的R 为 0.986,所提预测方法具有较高的预测精度,可为同类工程的围岩变形预测提供参考.

    洞室围岩变形变分模态分解粒子群优化核极限学习机影响因素

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    阻抗孔位置及直径对含长连接管调压室阻抗特性和三维流场影响研究

    陈乾原陈胜陈志华赵文龙...
    166-170,37页
    查看更多>>摘要：含长连接管的调压室可通过在连接管内设置小于其管径的阻抗孔来增强调压室的阻抗特性.为研究长连接内阻抗孔的位置及直径两种因子对此类调压室阻抗特性的影响规律,以水头损失系数和流量系数为优化目标,以位置和直径为优化变量,基于正交优化设计方法和 CFD数值模拟软件,计算分析了各组合方案下的调压室阻抗系数和三维流场的变化规律.结果表明,阻抗孔前后水流湍流强度增幅明显,距离连接管两端端部越近,对调压室大井和管道系统内流场影响程度越大;当阻抗孔位于连接管顶部与调压室大井连接处,可最大程度发挥阻抗孔的阻抗效果,以阻抗孔与连接管管径比 0.8 为例,水头损失系数增幅约 30%;连接管直径增大有效降低调压室局部流场压强最值浮动范围;阻抗孔位于靠近连接管顶部且不在大井连接处时,水流流出调压室时连接管及下游隧洞总体湍流强度较小,流场更稳定.

    长连接管阻抗式调压室阻抗孔口位置正交优化设计三维流场

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    分数极路比绕组形式对可变速抽蓄电机电磁激振力的影响

    卢伟甫徐书扬桂中华倪晋兵...
    171-175,141页
    查看更多>>摘要：可变速抽蓄电机定子分数极路比绕组可以解决机组转速、容量、出口电压不匹配问题,但不同的绕组排布也会导致各支路的磁动势不对称,从而影响电机的电磁激振力.为了研究分数极路比绕组形式对可变速抽蓄电机电磁激振力的影响,推导了适用于不同分数极路比绕组形式的可变速抽蓄电机定子磁动势和电磁激振力的解析计算公式,以 336 MW的可变速抽蓄电机为例,综合考虑磁动势不对称度、磁动势幅值、相位偏差和短距系数,获得不同分数极路比绕组形式对磁动势和电磁激振力的影响规律,进而建立了基于有限元的可变速抽蓄电机电磁激振力模型,计算了不同分数极路比绕组形式下可变速抽蓄电机电磁激振力,并进一步研究了支路环流对电磁激振力的影响.结果表明,合理的分数极路比绕组排布能有效削弱电磁激振力,且采用节距为 14-15-16 的不等节距分数极路比绕组方案能最小化环流的影响.研究结果可为可变速抽蓄电机的国产化研制提供技术支持.

    可变速抽蓄电机分数极路比绕组磁动势电磁激振力支路环流解析模型有限元

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    基于运行效率分布差异的水电机组劣化状态趋势预测

    谭卫林刘颉袁晓辉张勇传...
    176-180页
    查看更多>>摘要：为解决水电机组劣化状态难以刻画及预测精度低的问题,需深入探究不同机组状态下运行效率的分布差异特性,提出了一种基于运行效率分布差异的水电机组劣化状态趋势预测方法.首先,综合考虑水电机组工况(水头、流量)与效率之间映射关系和状态监测数据随机性,利用高斯混合模型拟合多工况下机组健康状态运行效率的概率分布特性;在此基础上,计算观测样本在机组健康状态分布下的负对数似然概率,并以此作为水电机组劣化状态指标,表征观测样本与机组健康状态标准分布之间的偏差;进一步采用非因果原理和高斯误差线性单元,分别改进时间卷积网络(TCN)的膨胀卷积模块和残差模块,并融合门控循环单元(GRU),设计并构建水电机组劣化状态预测模型;最后,利用某水电站#6 机组实际运行监测数据开展方法验证.结果表明,所提方法能有效提升机组劣化状态趋势预测精度.

    水电机组机组效率劣化状态指标趋势预测时间卷积网络门控循环单元

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    一种水轮机调速器开度控制方法及应用

    张新华王胜军汪仁强黄自明...
    181-185页
    查看更多>>摘要：鉴于水轮机调速器对水电机组 AGC控制和一次调频性能影响较大,实际电站中大量存在小频差一次调频性能不合格的情况,从水轮机调速器不同调节模式分析入手,提出了一种水轮机调速器改进开度控制方法,该方法采用功率开度预测方法实现 AGC功率控制、开度反馈实现频率控制,通过差值系数在线调整实现一次调频目标功率的准确控制.试验结果表明,AGC调节的目标功率均满足两个细则中有关调节允许的偏差量为机组额定有功功率 1%的考核要求,一次调频响应功率与积分电量贡献在不同工况下的一致性较好,不同频差时的功率响应比和积分电量贡献比基本一致,有效降低了功率调节模式小频差一次调频不合格情况出现.

    水轮机调速器开度控制一次调频

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    不同转速时液力透平水力性能的试验和数值模拟研究

    王晓晖张兴杰苗森春白小榜...
    186-190页
    查看更多>>摘要：为揭示不同转速下液力透平的水力性能,以一台比转速为 48 的离心泵反转作透平(PAT)为例,通过试验研究了液力透平在不同负载下转速随流量、水头变化规律,采用 RNG κ-ε湍流模型在不同转速下进行数值计算,分析了各工况下液力透平的水力性能和内流特性.结果表明,随着转速的逐渐增大,透平高效区变宽,高效点明显向大流量偏移.来流参数(流量、压力)对转速有一定的影响,转速随流量呈线性变化,随水头呈幂函数变化.流量越小,叶轮内压力和速度流线分布均匀性越差,透平效率越低.高转速下,叶轮内流动相对稳定,该现象与透平外特性结果相吻合.该研究对低比转速泵反转液力透平高效、稳定运行具有重要参考意义.

    液力透平转速旋涡水力性能来流参数

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