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蓄能机组水轮机工况开停机过程现场测试分析

农业机械学报 2024年

作者：王薇夏铭王正伟华北电力大学水利与水电工程学院清华大学能源与动力工程系

抽水蓄能电站作为一种重要的储能技术，兼具水泵和水轮机两种工作方式。为了满足能源收集和电网调度要求，水泵水轮机工况转换频繁，开停机次数增加，机组的不稳定问题突出。由于缺乏机组机械动作中压力等运行参数的详细认识，边界条件... 详细信息

抽水蓄能电站作为一种重要的储能技术，兼具水泵和水轮机两种工作方式。为了满足能源收集和电网调度要求，水泵水轮机工况转换频繁，开停机次数增加，机组的不稳定问题突出。由于缺乏机组机械动作中压力等运行参数的详细认识，边界条件的设置不同于实际运行工况，造成现场测试与数值模拟、模型试验存在差异，尤其是开停机暂态过程中机组特征参数复杂性增加。文章针对某原型蓄能机组进行现场测试，对机组各部件安装压力和加速度传感器以获得压力信号和振动加速度信号，基于现场收集的试验数据，分析了机组在水轮机工况开机和停机过程的运行特性。结果表明：水轮机开机过程，开机瞬间稳定性较好，之后转轮加速阶段机组压力脉动表现为宽频噪声，转轮减速阶段压力脉动表现为叶轮旋转频率及其倍频。固定导叶开度空载下，机组各测点周期性压力振荡消失并伴随混频幅值变化。调速器动态模式下，机组频率成分以自然频率为主。水轮机停机过程，压力脉动对导叶动作不敏感，随转速减小脉动强度逐渐下降。下机架和顶盖受机械动作的影响振动较强，之后会随着转速的减小而下降。蝶阀关闭后依然存在与转速变化无关的顶盖模态频率线。

关键词：水泵水轮机压力振动加速度开停机现场测试

不确定性简谐激励下连续体结构可靠性拓扑优化

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振动与冲击 2024年第6期43卷 11-18页

作者：王选时元昆陈翔龙凯合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 天津大学机械工程学院天津300072 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

针对不确定性简谐激励下连续体结构设计问题,提出了一种有效的考虑载荷振幅和频率不确定性的谐响应可靠性拓扑优化方法。建立了概率可靠性约束下结构体积比最小化的可靠性设计优化模型,其中极限状态函数定义为所关注自由度振幅平方和。... 详细信息

针对不确定性简谐激励下连续体结构设计问题,提出了一种有效的考虑载荷振幅和频率不确定性的谐响应可靠性拓扑优化方法。建立了概率可靠性约束下结构体积比最小化的可靠性设计优化模型,其中极限状态函数定义为所关注自由度振幅平方和。利用伴随变量法推导了极限状态函数关于设计变量和随机变量的解析灵敏度列式,采用功能度量法实现结构可靠性分析,并基于移动渐进线方法实现设计变量的更新。最后,通过3个数值算例及蒙特卡罗仿真,验证了所提方法对不确定性简谐激励下连续体结构设计问题的有效性和稳定性,并讨论了简谐激励的振幅大小和频率不确定性、可靠度指标及变异系数对优化结果的影响。

关键词：拓扑优化简谐激励不确定性可靠性拓扑优化谐响应分析

基于TRIZ 理论的输送带断带保护装置创新设计

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包装工程 2024年第7期45卷 214-221页

作者：张万明张鹏程宫翔李国芹高澄森河北水利电力学院机械工程系河北沧州061001 河北省工业机械手控制与可靠性技术创新中心河北沧州061001

目的在运输物品过程中,输送带因长时间使用可能会发生断裂现象,目前断带保护装置无法及时进行保护,因此需要对断带保护装置进行改进。方法应用TRIZ理论中的功能模型分析和因果链分析方法对整个系统进行分析,应用76条标准解、发明原理和... 详细信息

目的在运输物品过程中,输送带因长时间使用可能会发生断裂现象,目前断带保护装置无法及时进行保护,因此需要对断带保护装置进行改进。方法应用TRIZ理论中的功能模型分析和因果链分析方法对整个系统进行分析,应用76条标准解、发明原理和分离原理等工具解决问题。结果基于TRIZ理论对问题进行求解,得到了新型输送带断带保护装置的结构方案,该方案可以有效缩短断带保护所需时间,有效提高断带保护的精准性,从而保护生命财产的安全。结论通过TRIZ理论对输送带断带保护装置进行创新设计,使新型输送带断带保护装置达到了快速反应、制动精准和结构简单的要求。

关键词： TRIZ理论断带保护装置技术矛盾结构设计

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长江梯级水库群联合调度成效、挑战及对策

长江科学院院报 2024年第5期41卷 1-7页

作者：陈进长江科学院武汉430010 武汉大学水利电力学院武汉430072

经过70 a的建设,长江流域控制性水库群基本建成。以三峡水库为核心的梯级水库群联合调度已经开展10 a。在总结控制性水库群在防洪、供水、生态和应急联合调度取得成绩的基础上,分析控制性水库群及与水网工程联合调度面临的问题和挑战,... 详细信息

经过70 a的建设,长江流域控制性水库群基本建成。以三峡水库为核心的梯级水库群联合调度已经开展10 a。在总结控制性水库群在防洪、供水、生态和应急联合调度取得成绩的基础上,分析控制性水库群及与水网工程联合调度面临的问题和挑战,提出了相应的对策建议。研究表明:水库群联合调度因流域防洪调度而启,目前在防洪、抗旱供水、生态环境和应急等公益调度中发挥了重要作用。气候变化及水文中长期预报不确定性是联合调度面临的主要挑战,其次是水库群联合调度与单个水库多目标调度利益协调、定量评价调度效果及合理的补偿等管理问题。加强“四预”是解决气候变化和人类活动不确定性的主要对策。水库群与水网工程联合调度可以更广泛地发挥水利工程水安全保障作用。建立科学合理的水工程群联合调度体制和机制是解决联合调度管理问题的有效措施。

关键词：梯级水库群水网工程联合调度变化环境应对措施

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分数阶转子-轴承耦合系统非线性动力学分析

水力发电学报 2024年第2期43卷 23-32页

作者：孙万泉王报霞华北电力大学水利与水电工程学院北京102206

为深入挖掘水轮发电机组转子-轴承系统的非线性耦合振动特性,将该系统的阻尼力从传统的固定整数阶扩展到灵活多变的分数阶范围。建立了含分数阶阻尼的转子与含分数阶的轴承在耦合作用下的动力学模型,分析了不同分数阶阶次对系统的影响,... 详细信息

为深入挖掘水轮发电机组转子-轴承系统的非线性耦合振动特性,将该系统的阻尼力从传统的固定整数阶扩展到灵活多变的分数阶范围。建立了含分数阶阻尼的转子与含分数阶的轴承在耦合作用下的动力学模型,分析了不同分数阶阶次对系统的影响,探讨了含分数阶阻尼转子与轴承的耦合模型在阶次对称系统和阶次非对称系统中的不同运动形态,给出了系统不同条件下的运动状态分布图,对比了碰摩故障在整数阶和分数阶条件下不同形态的动力特征,验证了所提出分数阶阻尼的优越性。结果表明,分数阶阻尼相比于整数阶阻尼具有非局部性、记忆性和适应非线性等新的动力学特征。

关键词：水力机械转子-轴承系统分数阶阻尼非线性动力学故障特征

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河口污染综合预测模型

水利学报 1996年第8期28卷 51-58页

作者：王祥三武汉水利电力大学河流工程系

本文根据弱混合型河口海域的水流条件及边界条件，针对温热排水污染源，从物理机制入手，提出了三维──多层二维平面综合预测模型，并对实际河口海域流速场和温度场进行了模拟计算，证明该模型具有较高的精度和实用价值．

关键词：河口污染源三维扩散热量交换

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河床冲刷粗化多步预报模式研究

水科学进展 1999年第1期10卷 42-47页

作者：许全喜张小峰谈广鸣武汉水利电力大学河流工程系

运用概率论与力学分析相结合的方法，提出了考虑非均匀沙隐暴效应的泥沙起动概率计算模式，并在已有研究成果的基础上，建立了以泥沙起动概率为核心的河床冲刷粗化多步预报模式，该模式可同时满足预报粗化层级配和冲刷深度的要求。实测... 详细信息

运用概率论与力学分析相结合的方法，提出了考虑非均匀沙隐暴效应的泥沙起动概率计算模式，并在已有研究成果的基础上，建立了以泥沙起动概率为核心的河床冲刷粗化多步预报模式，该模式可同时满足预报粗化层级配和冲刷深度的要求。实测资料验证表明，此模式具有较好的预报效果。

关键词：非均匀沙河床冲刷粗化粗化层级配冲刷深度

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多泵并串联复杂泵系统水锤分析及其控制

农业机械学报 1998年第3期29卷 59-64页

作者：刘光临刘梅清武汉水利电力大学武汉水利电力大学流体机械及工程系

针对万家寨引黄工程长管道、高扬程、多级泵站串联、各泵站多台机组并联的复杂泵系统结构，采用特征线法，建立了边界条件的数学模型，计算分析了全部及部分机组事故停泵水锤过程，研究了采用两阶段关闭阀与调压塔配合进行水锤控制的可... 详细信息

针对万家寨引黄工程长管道、高扬程、多级泵站串联、各泵站多台机组并联的复杂泵系统结构，采用特征线法，建立了边界条件的数学模型，计算分析了全部及部分机组事故停泵水锤过程，研究了采用两阶段关闭阀与调压塔配合进行水锤控制的可靠性问题，为工程设计提供了技术依据，为系统优化设计得出了有益的结论。

关键词：水泵系统水锤引黄工程泵站引水工程

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装载机自动铲装作业试验与仿真分析

中国工程机械学报 2024年第2期22卷 252-257页

作者：谌炎辉黄炎华郑特广西科技大学机械与汽车工程学院广西柳州545006 广西水利电力职业技术学院机电工程系广西南宁545023

针对难以采集轮式装载机铲装作业过程中的阻力问题,以某型号轮式装载机为研究对象,建立装载机的铲装作业阻力测试系统,并对不同铲掘深度的轨迹进行自动铲装作业试验,获得了实际作业工况下铲装阶段的水平阻力等试验数据。运用EDEM对实际... 详细信息

针对难以采集轮式装载机铲装作业过程中的阻力问题,以某型号轮式装载机为研究对象,建立装载机的铲装作业阻力测试系统,并对不同铲掘深度的轨迹进行自动铲装作业试验,获得了实际作业工况下铲装阶段的水平阻力等试验数据。运用EDEM对实际作业轨迹进行仿真,结果表明:仿真计算结果与试验测试结果在峰值和变化趋势方面都比较吻合,且作业阻力峰值误差为5.2%,说明EDEM仿真能够较为准确地模拟铲装作业过程。基于EDEM对规划轨迹进行优化,优化结果表明在插入阶段对铲斗提升75 mm时,满斗率达到了80.4%,且阻力峰值较规划轨迹减少达23.6%,达到了减阻铲装的目的。

关键词：轮式装载机作业阻力 EDEM 作业轨迹