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期刊信息/Journal information
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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    基于DBO-DA-GRU的大坝变形预测模型

    高睿颖顾冲时王岩博陈立秋...
    134-138页
    查看更多>>摘要：针对大坝变形数据中存在噪声干扰、常规深度学习预测模型关键信息挖掘能力较弱且难以确定最优参数等问题,首先采用变分模态分解(VMD)联合小波阈值降噪方法对监测数据进行处理;然后利用基于双重注意力机制的门控循环单元(DA-GRU)对降噪后的变形数据进行预测,并引入蜣螂优化算法(DBO)对模型参数进行寻优,从而构建了基于DBO-DA-GRU的大坝变形预测模型;最后以某拱坝实测变形数据为例,验证了DBO-DA-GRU较BP、GRU、DBO-GRU模型的预测精度更高、稳健性更好,可为大坝变形安全监控提供一定参考价值.

    蜣螂优化算法门控循环单元注意力机制降噪大坝变形

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    调水工程分层取水口控流平面钢闸门流激振动特性研究

    井向阳吴穹刘圣凡傅兴安...
    139-142页
    查看更多>>摘要：随国家水网工程建设,调水工程分层取水口安全变得尤为重要.在分层取水口闸门控流时闸后可能存在明流、淹没流等不同流态,导致闸门存在不同振动响应特性,需对各流态下的闸门安全进行评估.以某工程为例进行了闸门模态分析及流激振动试验.结果表明,闸后明流、淹没流时振动各参数小于相应标准值;闸后有水跃拍打闸门底部时振动加速度偏大;通过减小过闸流量避开不良流态后振动加速度小于相应标准值.因水力因素导致的振动偏大可通过调度运行方式减小,研究结果可为类似工程提供参照.

    调水工程分层取水口平面钢闸门流激振动

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    数字孪生驱动的水工闸门损伤在线识别与监测方法

    朱潇张钰奇熊景然陈栋...
    143-147页
    查看更多>>摘要：针对水工闸门损伤识别过程中存在的识别流程复杂、实时性较差、可视化程度低的问题,提出一种数字孪生驱动的水工闸门损伤在线识别与监测方法.首先阐述闸门孪生数据的获取方法,并采用融合注意力模块的卷积神经网络对其进行特征提取,构建实时数据驱动的闸门损伤识别模型;然后利用数字孪生技术搭建水工闸门虚拟现实场景,并将损伤识别结果映射至闸门虚拟几何模型,实现闸门损伤的实时可视化监测;最后将该方法应用于水工闸门试验平台,并借助Unity3D平台实现闸门数字孪生损伤识别系统的开发.结果表明,构建的水工闸门损伤识别模型对损伤状态的识别准确率达到了95％以上,系统运行每帧平均用时为136.68 ms,具有较高的准确性和较快的分析速度,验证了该方法在水工闸门损伤识别中的可行性.

    水工闸门损伤识别数字孪生可视化监测

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    基于综合平差的弧形闸门几何公差分析模型

    毋新房李东明王志颖涂从刚...
    148-151页
    查看更多>>摘要：孔口中心线是弧形闸门安装、故障诊断的几何基础,但在工程上常面临不易保存、难以复现的难题.对此,综合各埋件与孔口中心线的几何关系,基于附有参数的条件平差理论,实现了孔口中心线的准确求解;并根据弧形闸门的空间结构,建立了坐标维度具备工程含义的几何公差分析坐标系,由此提出了一种基于综合平差的弧形闸门几何公差分析模型.理论和工程实践表明,该模型可准确复现孔口中心线,并直观、高效地分析各埋件的几何公差,具有极强的工程价值和研究意义.

    弧形闸门孔口中心线条件平差几何公差

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    某泵站前池改造工程三维水动力数值模拟研究

    李雅飞朱斌刘婧郝瑞霞...
    152-156,138页
    查看更多>>摘要：某泵站因水源泥沙含量较多,现状采用圆形集水池进水,因其空间较小导致运行时池内水流流态较紊乱,易引发泵站机组汽蚀破坏的问题.为此,以三维水动力数值模拟为主要手段,采用RNG κ-ε紊流模型,模拟了改造前后泵站内的水流流态,对比分析了不同改造方案下泵站前池和进水管内不同位置处的水动力特性.结果表明,将圆形集水池改造为整体式矩形泵站前池,并将现状分水渠与前池连接处的孔口出流改为明渠出流,可显著改善池内水流流态;三种前池布置优化方案对流速大小、流速旋角及均匀程度的改善幅度接近;截面平均流速和进水管口处流速旋角等指标可对泵站前池方案比选进行定量评价.

    泵站前池改造水动力特性RNGκ-ε模型

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    驼峰式长距离输水管线单向调压塔水锤防护研究

    陈明辉周建旭
    157-161页
    查看更多>>摘要：驼峰式管线作为长输水系统的典型布置方式,中间凸起管段的局部水锤特性及其水锤防护问题复杂.通过驼峰式管线高点下游侧管线坡度与水力坡度的比较分析,阐明了单向调压塔对驼峰式长距离输水管线的防护机理,并推导了单向调压塔设置高度的近似解析公式.进一步基于有压输水管道特征线法,融合单向调压塔和调流阀等水力边界,建立了相应的输水系统水锤分析模型,开展了系统的水锤防护及其优化研究.分析表明,基于建立的单向调压塔设置分析方法,在驼峰式管线合理设置单向调压塔,能够有效实现系统的水锤防护,并可考虑管线布置特性进一步优化,数值计算和理论分析一致;单向调压塔直径和阻抗孔直径是评估单向调压塔水锤防护效果的重要参数,均存在一最优数值解,继续增大单向调压塔直径或阻抗孔直径对改善水锤防护效果作用很小.

    驼峰式长输水管线特征线法水锤防护单向调压塔

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    混流式水轮机流动特性及寿命分析

    陈荣洲吴锋陈宣有张鑫鑫...
    162-165,161页
    查看更多>>摘要：混流式水轮机流动为一个不稳定的瞬态过程,启动和停机时的水力冲击压力脉动均会对水轮机的部件产生不利影响.为了获取水轮机内部流场及关键部位材料流场变化及压力载荷信息,以滩坑水电站水轮机为例,利用Creo 3D建模软件完成对整个水轮机全流道1∶1的三维数值仿真模拟,采用 Meshing构建水轮机的流体网格模型,采用Fluent进行准确计算,对不同转速下混流式水轮机进行流场分析及寿命评估.结果表明,由于水轮机的旋转作用,其接近尾水管区域负压尤为明显,随着转速的增加,其负压更加明显.随着水轮机转速的增加,尾水管边缘区域流体流速更大,且尾水管出口区域流速分布不均,更容易产生较大的阻力;转轮下方空化情况逐步剧烈,这是由于转轮后方负压区逐渐增加所致,空化区域均分布于叶片背面靠近转轴部分,水轮机叶片正面和背面压力有明显减小趋势,转轮叶片背面负压范围接近20%,因此会发生汽蚀破坏;同时转轮所受应力也在增加,应力主要集中在叶片尖端,最大应力的增加使得转轮寿命减小,更容易产生裂纹,研究结果可为实际运行提供参考依据.

    混流式水轮机叶片压力空化特性数值模拟寿命评估

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    白鹤滩百万千瓦水轮发电机组转轮动应力特性研究

    乔鹏董钟明周玉国张双全...
    166-170页
    查看更多>>摘要：转轮是白鹤滩水电站百万千瓦水轮发电机组研发难度最大和制造难题最多的核心部件,为有效预防转轮裂纹,选择白鹤滩水电站右岸#12机组作为研究对象,探索百万千瓦水轮机转轮动应力测量方法,研究运行稳定性和转轮动应力特性,揭示机组转轮动应力真实分布规律,用于指导机组在合理运行区运行,延长叶片使用寿命,提高机组运行可靠性.白鹤滩水电站#12机组稳定性和动应力测试分析表明,机组机械部分制造和安装质量优良,运行稳定性表现优秀;转轮叶片动应力在全负荷范围内保持在较低状态,远低于材料的许用应力值,甩负荷等过渡过程产生的动应力幅值大于稳定工况动应力幅值;稳定工况下,转轮叶片动应力典型频率成分为1.785、42.84、0.45 Hz,这分别是机组转频、24倍转频和涡带频率,对应的动应力分量由蜗壳内非轴对称速度干扰叶片进口流动、活动导叶出口的不均匀流场干扰叶片进口流动和涡带尾水压力脉动引起.

    百万千瓦水轮发电机组转轮动应力裂纹

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    基于响应面法的轴流泵结构参数匹配研究

    赵万勇胡炳彤于帅潘江龙...
    171-175页
    查看更多>>摘要：为减小叶轮出口到导叶进口之间的水力损失,选取比转速为1 296的轴流泵作为研究对象,通过响应面分析和数值模拟相结合的方法,研究叶轮、导叶不同结构参数的匹配关系对水力效率的影响.将叶轮出口角修正系数ξ、导叶进口冲角Δβ、轴向间距S作为优化设计变量,泵的效率作为响应值,建立了优化变量与水力效率之间的多元二次回归方程.研究结果表明,导叶进口冲角Δβ对轴流泵性能的影响最大,其次为轴向间距S,叶轮出口角修正系数ξ的影响最小.此外,导叶进口冲角Δβ与叶轮出口角修正系数ξ均与轴向间距S有明显交互作用.依据优化变量的取值范围,得到了最优参数组合为ξ=1.2,Δβ=-0.7°,S=8.5 mm.优化后的轴流泵在设计工况下扬程提高了0.61 m,效率提高了2.6%.研究结果为进一步提升轴流泵水力性能提供了参考.

    轴流泵响应面模型结构参数水力性能

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    基于水动力学模型和代理模型的水库动库容精细化计算

    朱思鹏刘怀远覃晖毕胜...
    176-178,175页
    查看更多>>摘要：山区河道型水库存在较大动库容,库容计算不准确使得制定水库调度计划时出现较大偏差.根据水库水面线变化特点引入分段法将水库分段,并结合水动力学模型计算出水库动库容,实现水库动库容的精细化计算.同时针对水动力学模型在调度计划制定的实时计算中所面临的计算效率瓶颈,建立了基于RSMGU和RSLSTM的代理模型.以三峡水库为例,对基于水位—库容曲线所算得的静库容模型,水库动库容与之相比增大了约12%.以2020年汛期#4洪水为例,采用动库容法计算库容,可减小部分下泄流量,进一步发挥水库的防洪兴利能力;发现RSMGU更适合作为水动力学模型的代理模型.

    代理模型动库容水面线一维水动力学模型水库库容精细化计算

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