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基于大数据的多维度水电机组健康评估与诊断

水利学报 2018年第9期49卷 1178-1186页

作者：潘罗平安学利周叶中国水利水电科学研究院水力机电研究所北京100038

考虑到当前水电机组安全高效运行领域存在的健康状态评估不准确、故障样本少、故障知识不健全和大型机组安全高效运行准则缺乏等问题,本文通过分析提炼水电机组试验、在线监测及运行维护等海量健康数据,提出了表征机组运行状态的特征参... 详细信息

考虑到当前水电机组安全高效运行领域存在的健康状态评估不准确、故障样本少、故障知识不健全和大型机组安全高效运行准则缺乏等问题,本文通过分析提炼水电机组试验、在线监测及运行维护等海量健康数据,提出了表征机组运行状态的特征参数,揭示了各特征参数与机组运行工况参数之间的耦合关系,最终建立了基于健康样本的多维度水电机组健康评估和性能退化预测理论方法。此外,本研究还提出了大型机组安全稳定运行分区准则。基于所建模型和准则,建立了大型水电机组远程状态监测与诊断系统平台。为保障水电机组安全、稳定和高效运行提供了重要技术支撑。

关键词：健康样本水电机组智能评估运行分区安全高效

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圆形弯管气液两相流数值模拟

水利学报 2009年第6期39卷 696-702,708页

作者：高忠信邓杰葛新峰中国水利水电科学研究院水力机电研究所北京100038

采用双流体模型建立了基于贴体坐标和有限体积法的气液两相湍流全三维计算模型,模拟了180度圆形弯管内气液两相流动。模型中连续相(水)采用了考虑分散相(气泡)分布影响的κ-ε两方程的湍流模型;分散相采用代数湍流模型。模型将分散相按... 详细信息

采用双流体模型建立了基于贴体坐标和有限体积法的气液两相湍流全三维计算模型,模拟了180度圆形弯管内气液两相流动。模型中连续相(水)采用了考虑分散相(气泡)分布影响的κ-ε两方程的湍流模型;分散相采用代数湍流模型。模型将分散相按气泡分组,可以考虑不同尺寸气泡对流动的影响,提高了计算精度。在两种来流条件下,对180度圆弯管内部三维两相湍流进行了模拟,计算中将气泡按大小分为两组,通过数值模拟获得了弯管内部三维两相湍流的压力、速度和气泡体积率分布等数据。气泡体积率分布的计算结果与实测结果吻合良好。

关键词：气液两相流双流体湍流数值模拟改进的k-ε模型

基于支持向量机的水电机组轴系运行故障诊断及预测研究

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水利学报 2013年第S1期44卷 111-115页

作者：周叶唐澍潘罗平夏伟中国水利水电科学研究院水力机电研究所北京100038

为实现水电机组轴系运行常见故障的快速实时诊断,提出了一种基于支持向量机的故障诊断及预测方法。该方法应用支持向量机分类的基本原理,提取机组振动信号的频谱能量作为学习样本,通过训练建立基于水电机组轴系运行常见故障的分类模型,... 详细信息

为实现水电机组轴系运行常见故障的快速实时诊断,提出了一种基于支持向量机的故障诊断及预测方法。该方法应用支持向量机分类的基本原理,提取机组振动信号的频谱能量作为学习样本,通过训练建立基于水电机组轴系运行常见故障的分类模型,进行故障类型识别。同时,结合状态监测系统的实时采集数据,应用时间加权因子和支持向量机回归模型,实现特征数据的实时预测。经实验分析验证,该诊断方法具有较高的准确性,其回归预测方法有效可行,能满足实时故障诊断的要求。

关键词：水电机组轴系故障诊断支持向量机小波包分解

HVAF喷涂WC-12Co涂层的空蚀、磨损及磨蚀性能研究

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水力发电学报 2012年第3期31卷 230-233,239页

作者：刘娟余江成潘罗平陆力中国水利水电科学研究院水力机电研究所北京100038

采用两种生产工艺不同的WC-12Co粉末,通过活性燃烧高速燃气喷涂(AC-HVAF)技术制备了两种耐磨涂层,在旋转圆盘磨蚀试验台上对其在清水空蚀、浑水泥沙磨损和浑水空蚀三种工况条件下的磨损性能及机理进行了系统的试验研究。结果表明在三种... 详细信息

采用两种生产工艺不同的WC-12Co粉末,通过活性燃烧高速燃气喷涂(AC-HVAF)技术制备了两种耐磨涂层,在旋转圆盘磨蚀试验台上对其在清水空蚀、浑水泥沙磨损和浑水空蚀三种工况条件下的磨损性能及机理进行了系统的试验研究。结果表明在三种试验工况下,涂层的耐磨损性能要远远优于金属基体,空蚀和泥沙磨损之间存在相互强化的关系。对喷涂粉末、涂层的显微组织、涂层磨损形貌进行扫描电镜观察,研究表明喷涂粉末性能对涂层的结合强度、显微硬度、孔隙率及磨损性能有着重要的影响。

关键词：高速燃气喷涂(HVAF) 空蚀泥沙磨损磨损机理

混流式水轮机部分负荷下尾水管压力脉动试验研究

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水利学报 2011年第10期42卷 1234-1238页

作者：张飞高忠信潘罗平葛新峰中国水利水电科学研究院水力机电研究所北京100038

通过三峡电厂升水位试验数据分析了混流式水轮机部分负荷下尾水管压力脉动主频的变化趋势,指出了目前两种用于计算尾水管涡带频率公式的适用性不足。试验数据表明,定水头下尾水管压力脉动主频在部分负荷低负荷段随着水轮机流量的增大有... 详细信息

通过三峡电厂升水位试验数据分析了混流式水轮机部分负荷下尾水管压力脉动主频的变化趋势,指出了目前两种用于计算尾水管涡带频率公式的适用性不足。试验数据表明,定水头下尾水管压力脉动主频在部分负荷低负荷段随着水轮机流量的增大有减小的趋势,在部分负荷高负荷段中呈"V"型分布,这种"V"型分布与尾水管固有频率相关;定导叶开度情况下,部分负荷下尾水管压力脉动主频与水头没有必然联系;试验同时表明,部分负荷下尾水管压力脉动对机组稳定性参数具有直接影响,是引起机组稳定性参数变化的主要原因。

关键词：尾水管部分负荷压力脉动主频稳定性

基于环形旋转射流的预掺混扩散器水力特性试验研究

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水利学报 2019年第7期50卷 903-911页

作者：彭莘仔贺益英赵懿珺罗奇蔚中国水利水电科学研究院水力学研究所

预掺混扩散器在污水出流前掺入其周围的水进行预先稀释,可增强初始稀释度,减小混合区范围。为进一步提高扩散器的稀释水平,本文提出了一种基于环形旋转射流的新型预掺混扩散器,在进流方式以及排放形式方面另辟蹊径,并系统地研究了该扩... 详细信息

预掺混扩散器在污水出流前掺入其周围的水进行预先稀释,可增强初始稀释度,减小混合区范围。为进一步提高扩散器的稀释水平,本文提出了一种基于环形旋转射流的新型预掺混扩散器,在进流方式以及排放形式方面另辟蹊径,并系统地研究了该扩散器射流的温度场、流场和内部压力分布。研究结果表明:该预掺混扩散器稀释性能稳定,流量放大倍比约为2.5,排口处温升极值可降低约50%,1.2倍排口直径处可降低约80%;排口后环形旋转射流无速度核心区,存在内掺混机制,极值温升及流速沿喷距呈幂函数衰减规律,具有更短的射程和更强的掺混稀释能力,对迅速缩减污染带十分有利;水头损失系数较小,约为2.4。采用该预掺混扩散器,可在离岸较近的浅水区域获得较常规扩散器深排的稀释效果,进而缩短排污输水管道、降低工程投资。

关键词：预掺混扩散器初始稀释掺混环形旋转射流水头损失系数

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拱坝-库水-地基耦合系统坝身泄洪动力分析

水利学报 1996年第11期28卷 6-13页

作者：吴一红李世琴谢省宗中国水利水电科学研究院水力学所

本文用数学模型的方法研究了拉西瓦拱坝—库水—地基耦合系统的动力特性,分析了水舌冲击水垫塘紊流诱发耦合系统的随机振动的动力响应。研究表明:(1)拉西瓦拱坝系统自振频率低,相邻振型密集,库水不但使频率降低(最大约19％),而且改变了... 详细信息

本文用数学模型的方法研究了拉西瓦拱坝—库水—地基耦合系统的动力特性,分析了水舌冲击水垫塘紊流诱发耦合系统的随机振动的动力响应。研究表明:(1)拉西瓦拱坝系统自振频率低,相邻振型密集,库水不但使频率降低(最大约19％),而且改变了其振型分布。(2)地基材料的特性(比重、弹模)对拱坝系统的动力特性影响较大,在水弹性模拟试验中必须采用与地基真实弹模和比重接近的材料。(3)水舌冲击水垫塘诱发拱坝系统的动位移、动应力均较小。计算结果与1:150拉西瓦水弹性模拟实验结果进行了比较。

关键词：拱坝库水地基坝身泄洪耦合振动动力响应

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竖井式水平旋流洞含气水流模型相似律

水利学报 2009年第12期39卷 1416-1424页

作者：杨开林韩昆王涛中国水利水电科学研究院水力学研究所北京100038

针对竖井水平式旋流洞通气孔模型试验中通气量和掺气水流的含气率在进行原型数据换算中存在的问题,考虑到空气可压缩性,通过对气液两相流基本方程的相似理论研究,导出原模型的力学相似律。在进一步研究竖井水平旋流洞模型相似律的基础上... 详细信息

针对竖井水平式旋流洞通气孔模型试验中通气量和掺气水流的含气率在进行原型数据换算中存在的问题,考虑到空气可压缩性,通过对气液两相流基本方程的相似理论研究,导出原模型的力学相似律。在进一步研究竖井水平旋流洞模型相似律的基础上,推导出竖井式水平旋流洞原、模型通气管截面积的换算关系和原、模型含气率分布的换算关系。将所得理论公式应用于公伯峡水电站竖井式水平旋流式泄洪洞模型试验,并为原型观测结果所证实。

关键词：水平旋流洞含气水流模型相似律模型试验

基于数值模拟和原型观测联合的电厂温排水影响评价

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水利学报 2023年第1期54卷 94-104页

作者：陈小莉段亚飞赵懿珺纪平袁珏中国水利水电科学研究院水力学研究所北京100038

原型观测的温度场分离出自然非均匀背景场一直是温排水影响后评价的重点和难点。本文采用多重嵌套网格技术,建立了水文和气象场耦合作用下的热输运数学模型,实现了海域水温动态演变过程的跨尺度模拟;结合潮汐、潮流、海面遥感温度场观... 详细信息

原型观测的温度场分离出自然非均匀背景场一直是温排水影响后评价的重点和难点。本文采用多重嵌套网格技术,建立了水文和气象场耦合作用下的热输运数学模型,实现了海域水温动态演变过程的跨尺度模拟;结合潮汐、潮流、海面遥感温度场观测数据,提出了非均匀海域背景场条件下电厂温排水影响范围的计算方法,并应用于某滨海电厂的温排水影响后评估。研究结果表明:本模拟评价方法较好反映了复杂海洋与气象动力双重驱动下海域背景温度分布特征(高温团)与温排水的输移扩散过程;案例厂址海域背景温度场的时空变异与温排水1℃温升影响相当,1℃温升影响评价需充分考虑非均匀背景温度的影响。本文提出的模拟与评价方法可为复杂环境条件下火核电厂温排水的生态环境影响评价提供支撑。

关键词：温排水数值模拟背景温度输移扩散后评估