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新时代中国水电系统调度发展分析及技术展望
1
作者 申建建 《水利学报》 北大核心 2026年第1期153-167,共15页
“新电改”“双碳”“人工智能+”等国家战略相继实施,推动我国亿千瓦级水电系统迈入新的时代。水电调度作为指导水电系统运行的“大脑”,亟需适应新时代更加复杂的环境和要求,以支撑世界最大规模水电系统高效运行。本文探讨了中国水电... “新电改”“双碳”“人工智能+”等国家战略相继实施,推动我国亿千瓦级水电系统迈入新的时代。水电调度作为指导水电系统运行的“大脑”,亟需适应新时代更加复杂的环境和要求,以支撑世界最大规模水电系统高效运行。本文探讨了中国水电系统调度正在或将来可能的发展趋势:一是从集中调度向市场化运行转变,以实现绿色优质水电更高效配置;二是从水电独立调度向水电与新能源互补调度转变,以更好地发挥水电灵活调节作用;三是从人机建模优化调度向水电智能推理调度转变,使大规模水电系统复杂调度建模计算更简单便捷。同时,剖析了中国水电系统调度发展面临的关键技术挑战,概述了整体研究进展,期望为行业领域人员构建新时代水电调度技术体系提供参考。 展开更多
关键词 水电系统 水电调度 水电市场化 水电与新能源互补 水电智能推理调度
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三维柔性悬臂水翼变形模式对水翼水动力性能的影响
2
作者 王莹 梁宁 +2 位作者 曹琳琳 吴大转 尚欢欢 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第2期156-163,共8页
为了研究柔性悬臂水翼的动态变形对其水动力特性的影响,以某柔性悬臂水翼为研究对象,首先,提取出表征其变形特性的关键参数,建立柔性悬臂水翼变形的数学模型.然后,运用动网格技术,分析了2°,4°和6°这3个典型水翼攻角工况... 为了研究柔性悬臂水翼的动态变形对其水动力特性的影响,以某柔性悬臂水翼为研究对象,首先,提取出表征其变形特性的关键参数,建立柔性悬臂水翼变形的数学模型.然后,运用动网格技术,分析了2°,4°和6°这3个典型水翼攻角工况下,水翼弯扭耦合变形和单一变形(弯曲和扭转)对水翼水动力性能的影响.结果表明:相较于弯曲变形,扭转变形对水翼水动力性能有更大的影响;沿水翼展向从约束端到自由端,频谱中变形频率对应的强度幅值逐渐增大;6°攻角时,约束端附近升阻力受到变形频率和脱落涡频率的耦合影响;压力面上弯曲和扭转频率对应的压力脉动幅值分布具有较大差别,综合变形的压力脉动幅值分布特点可看作两者的叠加. 展开更多
关键词 柔性悬臂水翼 动态变形模式 水动力特性 变形频率 脱落涡
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造纸机废液余能回收双击式水轮机设计及能量转换特性
3
作者 赵亚萍 黄宇杨 +3 位作者 谢序麟 郑小波 李志华 郭鹏程 《农业工程学报》 北大核心 2026年第1期81-89,共9页
新月型造纸机因其高效、节能而得到广泛应用,但造纸完成后的纸浆废液会以高速喷向吸水箱护板,对护板产生巨大的机械冲击和损坏,同时造成纸浆废液中携带的动能的浪费。因此以某造纸机为研究对象,提出采用双击式水轮机对纸浆废液中携带的... 新月型造纸机因其高效、节能而得到广泛应用,但造纸完成后的纸浆废液会以高速喷向吸水箱护板,对护板产生巨大的机械冲击和损坏,同时造成纸浆废液中携带的动能的浪费。因此以某造纸机为研究对象,提出采用双击式水轮机对纸浆废液中携带的余压能量回收。通过两种不同转轮方案的双击式水轮机多个转速的数值研究,揭示导流板形式及转轮转速对双击式水轮机内部流动及能量转换的影响规律。分析结果表明:方案Ⅰ(导流板1集中并引导水流冲击转轮左侧,导流板2避免流出转轮的水流飞溅到成型辊影响纸质)时,导流板对纸浆废液的约束作用较小,使得导流板与成型辊之间区域以及转轮第一次做功区域均产生较大的湍动能,引起能量耗散并产生较大的水力损失,同时沿圆周方向水流做功分布分散,两次做功时环量消耗能力相当,且沿圆周方向出现了多个区域的环量突变。方案Ⅱ(采用双导流板型式约束水流的流动方向,水流冲击转轮右侧)能够很好的引导水流流向转轮,高湍动能区域明显减小,因此转轮的水力损失较小,有助于双击式水轮机能量特性的提高,且转轮做功区域相对集中,约85%做功在-30°~30°的第一次冲击做功区域实现了转化。随着转轮转速的增大,双击式水轮机二次做功区域逐渐向一次做功区域靠近,尤其是大转速情况下两次做功的水流相互掺杂干扰,引起较大水力损失。不同方案的双击式水轮机效率均能随着转速的增加而出现极大值,方案Ⅰ转轮在250 r/min时效率最高为39.2%。方案Ⅱ转轮在300 r/min时效率最高为56.4%。因此,采用方案Ⅱ的水力效率更优。研究结果对造纸工业的绿色发展以及高效利用具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 余能回收 造纸机 双击式水轮机 水力损失 能量转换
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不同转速工况下喷水推进泵的空化流动试验研究
4
作者 龙云 郑凯旋 +2 位作者 万初瑞 蔡佑林 王宗龙 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期281-289,共9页
为了研究喷泵在不同转速下的空化流动现象和涡结构的干涉机理,本文基于喷泵闭式试验台在不同转速下的空化性能试验得到了喷泵在不同转速下的空化性能曲线,利用高速摄影技术获得了喷泵在不同转速工况在不同空化发展程度下的空化涡结构的... 为了研究喷泵在不同转速下的空化流动现象和涡结构的干涉机理,本文基于喷泵闭式试验台在不同转速下的空化性能试验得到了喷泵在不同转速下的空化性能曲线,利用高速摄影技术获得了喷泵在不同转速工况在不同空化发展程度下的空化涡结构的可视化图片。分析了各转速下喷水推进泵空化涡结构随空化发展的演变规律,讨论了转速对喷泵空化形态演变的影响。结果表明:转速的减小使喷泵空化发展的有效汽蚀余量值域范围变大,延缓了喷泵空化发展过程;转速的减小削弱了主流对涡结构的作用,改变了叶片对空化涡结构切割频率,对不同转速工况下的空化流动结构在运动位移和溃灭点的位置上形成差异。 展开更多
关键词 喷水推进泵 不同转速 高速摄影技术 空化性能试验 空化涡结构 空化演变规律 混流泵 不同空化工况 临界空化工况
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变速抽水蓄能机组水力-电气耦合仿真技术研究
5
作者 许昌 卢伟甫 +5 位作者 曾雪洋 曹林宁 朱洒 冯陈 郭磊 于安 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第2期164-172,共9页
为了有效提高电网安全稳定运行水平和新能源资源利用率等,构建了由有压输水系统、水泵水轮机、交流励磁发电机和调速器等组成的变速抽水蓄能机组精细化模型,对抽水蓄能电站典型水力过渡过程开展了深入的计算分析.研究结果表明,交流励磁... 为了有效提高电网安全稳定运行水平和新能源资源利用率等,构建了由有压输水系统、水泵水轮机、交流励磁发电机和调速器等组成的变速抽水蓄能机组精细化模型,对抽水蓄能电站典型水力过渡过程开展了深入的计算分析.研究结果表明,交流励磁变速机组数值仿真整机模型可有效进行各工况仿真,仿真动态过程符合机组实际运行过程,效果良好.变速抽水蓄能机组在发电工况的调速器功率模型下进行增减负荷时,机组转速由交流励磁控制,其转速可以迅速得到精确调整,定子侧有功也能快速稳定在指定值;机组在发电工况的调速器开度模型下进行增减负荷时,机组出力由交流励磁控制,定子侧有功能够快速稳定在指定值,机组转速则缓慢稳定在指定值. 展开更多
关键词 变速抽水蓄能机组 交流励磁 发电工况 调速器
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基于递归图和卷积神经网络-门控循环单元的水轮机空化状态识别方法
6
作者 刘忠 乔帅程 +2 位作者 邹淑云 郑佳稳 吴怡恬 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期248-254,共7页
针对复杂噪声干扰环境下难以有效提取水轮机空化诱导的声发射信号特征,进而影响空化状态识别准确度的问题,本文提出一种基于递归图和卷积神经网络-门控循环单元组合网络的水轮机空化状态识别方法。对水轮机空化声发射信号进行相空间重构... 针对复杂噪声干扰环境下难以有效提取水轮机空化诱导的声发射信号特征,进而影响空化状态识别准确度的问题,本文提出一种基于递归图和卷积神经网络-门控循环单元组合网络的水轮机空化状态识别方法。对水轮机空化声发射信号进行相空间重构,通过递归分析获得不同空化状态下的递归图,将其作为空化特征图像输入到卷积神经网络中。通过卷积神经网络提取隐藏在递归图中的空化特征,在门控循环单元中提取隐藏特征中的时序信息并完成空化状态识别。研究表明:以递归图数据集为输入的卷积神经网络-门控循环单元模型的空化识别准确率为96.8%,高于时频图和马尔可夫变迁场等其他图像数据集;本文方法对多工况下水轮机空化状态识别的平均F1分数为0.94,对非线性信号的特征提取和分类具有更高的识别准确率和泛化性能。 展开更多
关键词 水轮机 空化 声发射信号 特征提取 递归图 卷积神经网络 门控循环单元 深度学习
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基于POD/DMD的液力透平尾涡逆射流非定常解耦
7
作者 王晓晖 马克浩 +1 位作者 苗森春 杨军虎 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期121-126,134,共7页
液力透平尾流场存在与叶轮旋向相反的大尺度螺旋涡,涡核中心发现沿轴向的逆流现象,对装置的效率和运行稳定性有影响.结合本征正交分解(POD)和动态模态分解(DMD)两种降阶模型在流场解耦的不同优势,对逆射流的流动特征及演化规律进行分析... 液力透平尾流场存在与叶轮旋向相反的大尺度螺旋涡,涡核中心发现沿轴向的逆流现象,对装置的效率和运行稳定性有影响.结合本征正交分解(POD)和动态模态分解(DMD)两种降阶模型在流场解耦的不同优势,对逆射流的流动特征及演化规律进行分析.研究结果表明:逆射流在叶轮的动静干涉和大尺度尾涡破碎的作用下发生周期性振动,并在演化过程中引起尾流场大尺度涡运动和流动分离;POD方法和DMD方法的低阶模态反映出由旋转叶轮和尾水管之间动静干涉的流动结构特征,主导频率接近叶轮转频;高阶模态则反映出逆射流下游小尺度离散涡团破碎-融合-衰减过程的流动特征,模态频率接近叶轮转频的整数倍. 展开更多
关键词 液力透平 逆射流 降阶模型 本征正交分解 动态模态分解
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基于声固耦合法的水翼结构模态特性研究
8
作者 王薇 敬若玺 +3 位作者 曾柯烨 刘铠华 夏翔 张尚弘 《农业机械学报》 北大核心 2026年第3期261-269,305,共10页
模态特性分析是进行水力机械设计的关键环节,当水力激励特性与结构的固有模态契合时,可能导致强烈共振,威胁电站的安全稳定运行。以叶轮的简化模型——水翼为研究对象,采用声固耦合法分析了水翼的干湿模态特性,探究了不同攻角和尾部修... 模态特性分析是进行水力机械设计的关键环节,当水力激励特性与结构的固有模态契合时,可能导致强烈共振,威胁电站的安全稳定运行。以叶轮的简化模型——水翼为研究对象,采用声固耦合法分析了水翼的干湿模态特性,探究了不同攻角和尾部修型下水翼的模态特性。研究发现,附加质量作用下水翼固有频率大幅度降低,湿模态振型也发生显著变化。攻角线性变化时,水翼固有频率呈现非线性变化趋势,2°攻角下频率最大。攻角增大到10°和15°,水翼固有频率会明显下降,15°时频率最小。攻角变化对水翼前4阶模态的展向模态位移和扭转模态的弦向模态位移影响较小,弯曲模态f_(s1)和f_(s3)的弦向模态位移差异性会增大。尾缘修型情况下,水翼固有频率会增加,30°修型对应的频率最大。尾缘修型对水翼尾缘的变形作用明显,抑制f_(s1)和f_(s3)的弯曲变形,模态位移变化范围明显减小。而且扭转模态f_(s2)、f_(s4)尾缘的弦向模态位移和f_(s3)展向模态位移出现小幅度减小。 展开更多
关键词 水翼 模态特性 攻角 尾缘修型 声固耦合法
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双空泡上下排列时近壁空泡微射流特性分析
9
作者 耿琳琳 张清华 +3 位作者 王丹萍 曾丰铭 葛杰 许骁 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期388-396,共9页
为探究复杂条件下空化泡溃灭动力学特性及微射流演化机制,本文针对刚性壁面附近上下排列的双空泡系统,开展可压缩流数值模拟研究,以揭示壁面效应与空泡间相互耦合作用对溃灭动力学的影响。基于可压缩流体控制方程构建数值模型,通过计算... 为探究复杂条件下空化泡溃灭动力学特性及微射流演化机制,本文针对刚性壁面附近上下排列的双空泡系统,开展可压缩流数值模拟研究,以揭示壁面效应与空泡间相互耦合作用对溃灭动力学的影响。基于可压缩流体控制方程构建数值模型,通过计算域尺寸敏感性分析及网格无关性验证确定最优计算参数,并采用实验数据验证数值方法的可靠性。研究发现,近壁空泡的溃灭动力学特性同时受壁面约束与上方空泡的干扰作用影响,其溃灭形貌与单空泡工况存在显著差异。微射流方向取决于空泡间距与近壁距离的无量纲比值。当无量纲比值大于>1.67时,微射流指向壁面;反之则背离壁面。上方空泡的扰动导致近壁空泡溃灭时呈现轴向拉伸形态。 展开更多
关键词 双空泡 空泡溃灭动力 微射流方向 泡间距离 速度分布 空泡形态 近壁距离 流体体积法
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入射角对三圆柱振子涡激振动涡动力及水动能俘获影响研究
10
作者 任霞 罗竹梅 +2 位作者 于凤荣 梁韩 李野 《太阳能学报》 北大核心 2026年第1期738-746,共9页
以正三角形排列刚性耦合三圆柱柱群能量收集装置为研究对象,通过双向流固耦合数值方法研究不同水流入射角α=0°、45°、90°、135°、180°对柱群能量收集装置的水动力响应及低速水动能俘获的影响规律。结果表明,... 以正三角形排列刚性耦合三圆柱柱群能量收集装置为研究对象,通过双向流固耦合数值方法研究不同水流入射角α=0°、45°、90°、135°、180°对柱群能量收集装置的水动力响应及低速水动能俘获的影响规律。结果表明,入射角会显著影响柱群的动态响应和锁定宽度。α=0°、135°两种入射角下不会出现下分支;α=0°时规定范围最宽,α=45°、180°时最窄。初始分支中每组柱群的尾涡都呈“2S”模式,而上分支和下分支中尾涡模式随α的变化呈现出“P+S”、“T”、“2P”等不同模式。当入射角平行或垂直于水平方向时,柱群俘能装置成为高俘能型。α=0°是该研究中最适合能量收集的角度,其次是α=180°和α=90°。结合能量转换效率,α=0°、Ur=9是能量收集的最佳选择。 展开更多
关键词 海洋能 俘能结构 涡激振动 流固耦合 俘能特性 三圆柱
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水轮机转轮疲劳裂纹研究进展 被引量：1
11
作者 李尚奇 周叶 +2 位作者 李晓超 卢志扬 李尚信 《灌溉排水学报》 2026年第1期67-82,共16页
【目的】揭示新能源规模化并网背景下水轮机叶片疲劳裂纹的诱发机理及防治策略。【方法】从转轮叶片裂纹产生的内、外因素出发,结合不同工况下应力特点阐明了水轮机叶片疲劳产生的基本原理,对当下研究叶片疲劳的方法及研究进展进行详细... 【目的】揭示新能源规模化并网背景下水轮机叶片疲劳裂纹的诱发机理及防治策略。【方法】从转轮叶片裂纹产生的内、外因素出发,结合不同工况下应力特点阐明了水轮机叶片疲劳产生的基本原理,对当下研究叶片疲劳的方法及研究进展进行详细介绍,分析基于智能算法的疲劳研究。【结果】理论分析方面,水轮机内部结构高度复杂,模型与原型相似率理论发展相对滞后,共同构成了理论分析的根本瓶颈,导致其研究难度显著。数值模拟方面,研究深度不足,当前利用CFD技术开展不同工况转轮疲劳的研究虽有一定基础,但多停留于现象描述,缺乏深度剖析。特别是,针对特定工况下疲劳破坏的内、外因的系统性总结分析尚属空白。研究广度受限,鲜见研究从优化水轮机启停机规律的角度切入,分析其对水力机械疲劳破坏的影响机理,此方向亟待探索。研究效率尚待提高,单流道压力脉动分析作为一种能显著降低数值模拟工作量的有效手段,其应用目前较为匮乏,限制了研究效率的进一步提升。现场试验方面:关键数据缺失,动应力方向是揭示转轮裂纹发展趋势的关键指标,然而目前基于现场试验数据对其进行的深入分析严重不足。测量干扰待究,应变片防护装置对现场应力数据采集精度的影响尚未得到充分评估和论述,构成数据可靠性的潜在威胁。研究对象失衡,现有水轮机疲劳研究过度聚焦于叶片,对导叶在复杂流场中的受力状态及疲劳特性关注甚少,研究视角存在明显失衡。未来发展趋势:机器学习技术展现出巨大潜力,有望为突破上述瓶颈提供新范式。【结论】基于理论分析、数值模拟、实验测量对转轮疲劳裂纹的研究已取得一定成效,但也存在相应瓶颈,未来研究亟须将机器学习与传统方法深度融合,以期发展出更经济、高效的水轮机叶片疲劳分析方法。 展开更多
关键词 水轮机 动应力 动静干涉 疲劳分析 数值模拟 流固耦合 机器学习
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可逆式转轮不同迷宫密封结构流动特性研究
12
作者 郑应霞 吴道科 +4 位作者 舒崚峰 陈勇 付晓龙 宫汝志 王洪杰 《水力发电学报》 北大核心 2026年第2期106-114,共9页
针对飞逸工况下水泵水轮机的转轮迷宫密封内复杂流动能量耗散机理不明及对整机水力性能影响尚不清晰的问题,采用高精度三维计算流体力学与熵产理论相结合的方法,对比研究了阶梯型、梳齿型及斜齿型三种上冠迷宫环的水力特性与能量损失机... 针对飞逸工况下水泵水轮机的转轮迷宫密封内复杂流动能量耗散机理不明及对整机水力性能影响尚不清晰的问题,采用高精度三维计算流体力学与熵产理论相结合的方法,对比研究了阶梯型、梳齿型及斜齿型三种上冠迷宫环的水力特性与能量损失机理。结果表明:在三种上冠间隙密封中,斜齿型迷宫环因引入周向旋流,总熵产损失最高,表现出优异的密封性能。梳齿型也能有效抑制泄漏流量,显著降低轴向水推力,但斜齿型易增大径向力并引起轴向水推力的剧烈波动,阶梯型的性能介于两者之间。并且研究发现迷宫环结构还间接影响转轮及活动导叶区域的熵产与涡系发展。研究表明,上冠间隙迷宫环设计需统筹局部耗散与整机稳定性,梳齿型适于控制轴向水推力,斜齿型适用于高密封性能需求。本研究可为水泵水轮机转轮迷宫密封间隙的优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 水泵水轮机 可逆式转轮 转轮密封间隙 CFD仿真 熵产理论
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水轮机顶盖干湿模态特性及流体附加质量效应
13
作者 徐鹏博 王世建 +4 位作者 赵宏磊 李鹏 胡浩 马智豪 吴庆宏 《水力发电学报》 北大核心 2026年第1期11-18,共8页
本文以HLBD993-LJ-407型抽水蓄能机组顶盖为对象,采用声固耦合数值方法,系统分析了不同附水工况下的顶盖湿模态特性,揭示了附加质量效应的影响规律。研究表明:流体附加质量效应显著降低顶盖固有频率,其中1ND模态的固有频率下降率达到19.... 本文以HLBD993-LJ-407型抽水蓄能机组顶盖为对象,采用声固耦合数值方法,系统分析了不同附水工况下的顶盖湿模态特性,揭示了附加质量效应的影响规律。研究表明:流体附加质量效应显著降低顶盖固有频率,其中1ND模态的固有频率下降率达到19.6%(附加质量系数约为0.55),衰减最为明显;转轮上冠间隙水域的附加质量效应最强,导叶内、外侧水域因边界连通性导致附加质量效应较弱;多流体域共存时附加质量效应呈非线性叠加,上冠间隙与导叶区域流体的反相位运动导致效应部分抵消;全反射边界较全吸收边界进一步抑制流体运动,使附加质量系数提升20%以上,加剧频率衰减。本文研究了复杂流体环境下附加质量对顶盖振动特性的影响机制,可为避振设计及运行优化提供一些理论依据。 展开更多
关键词 水轮机 顶盖 湿模态 声固耦合 流体附加质量
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重泥沙条件下冲击式水轮机的冲蚀及磨损特性
14
作者 虎雪洁 郭涛 +1 位作者 孙震 罗竹梅 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第1期10-17,共8页
为探究含沙三相流对冲击式水轮机过流部件的冲蚀磨损特性,对四喷嘴冲击式水轮机进行数值模拟,并对比分析单喷嘴、双喷嘴和四喷嘴最优工况下泥沙粒径对喷射机构和水斗工作面冲蚀速率的影响.结果表明:配水环管作为将流体分配到各喷嘴的机... 为探究含沙三相流对冲击式水轮机过流部件的冲蚀磨损特性,对四喷嘴冲击式水轮机进行数值模拟,并对比分析单喷嘴、双喷嘴和四喷嘴最优工况下泥沙粒径对喷射机构和水斗工作面冲蚀速率的影响.结果表明:配水环管作为将流体分配到各喷嘴的机构,在分岔口的内外两侧出现低压区和高压区,产生迪恩涡;迪恩涡随着流体流动进入喷射机构,同时由于喷射机构内部导流板的存在,喷针发生局部冲蚀速率过大;喷射机构和水斗工作面的磨蚀主要发生在喷针部位和水斗出水边以及分水刃,并且平均冲蚀速率和最大冲蚀速率都随泥沙粒径的增大而增大,水斗的冲蚀速率曲线更加具有规律性;在不同最优工况下,单喷嘴条件下射流速度最高,其对喷射机构和水斗的磨蚀显著高于其他最优工况,说明流体速度对冲蚀有着关键性作用. 展开更多
关键词 冲击式水轮机 多相流 磨蚀特性 数值模拟
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上止漏环间隙尺寸对水泵水轮机运行稳定性的影响分析
15
作者 杜贻钊 李晓波 +3 位作者 汤嘉伟 于韵宽 郑源 阚阚 《水力发电学报》 北大核心 2026年第1期1-10,共10页
为了探究上止漏环间隙尺寸对水泵水轮机运行稳定性的影响机制,建立了包含毫米级密封间隙的三维多尺度全流道模型,通过对比五组无量纲间隙尺寸在50%、80%、100%负荷工况下的流场特性、压力脉动及水动力性能,发现间隙较大会加剧转轮上冠... 为了探究上止漏环间隙尺寸对水泵水轮机运行稳定性的影响机制,建立了包含毫米级密封间隙的三维多尺度全流道模型,通过对比五组无量纲间隙尺寸在50%、80%、100%负荷工况下的流场特性、压力脉动及水动力性能,发现间隙较大会加剧转轮上冠泄压侧二次流泄漏涡强度,导致顶盖径向力波动增大,压力脉动幅值升高,极端情况下可升高15%,但可降低轴向水推力,高负荷工况可降低0.8%;间隙减小虽能抑制泄漏涡并稳定流态,但会增大轴向推力,不过增量有限,满负荷工况增大不足0.1%;间隙调整对高负荷工况影响显著,而中低负荷时叶道涡增强易诱发水力失稳。研究揭示了间隙尺寸与动态载荷的关联机制,提出了在0~20%之间适当减小上止漏环间隙以提高额定工况运行稳定性的工程应用建议,为优化密封设计、平衡轴向推力与振动控制提供了理论依据。 展开更多
关键词 水泵水轮机 上止漏环间隙 运行稳定性 压力脉动 轴向水推力 泄漏涡
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一种水平轴潮流能导管水轮机的设计与性能分析
16
作者 梅云雷 荆丰梅 +2 位作者 汲水 王心如 陆强 《中国电机工程学报》 北大核心 2026年第2期667-678,I0018,共13页
为提高潮流能水轮机在低流速区域中的发电功率,该文采用正交实验和响应面法设计一种相对较短的导管水轮机。通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法分析导管长度、扩张角度、轴向位置以及梢部间隙对导管水轮机性能... 为提高潮流能水轮机在低流速区域中的发电功率,该文采用正交实验和响应面法设计一种相对较短的导管水轮机。通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法分析导管长度、扩张角度、轴向位置以及梢部间隙对导管水轮机性能的影响。结果表明,增加导管长度和扩张角度可以显著提高发电功率;叶轮和导管之间存在较强的相互作用,合理配置轴向位置和梢部间隙能够改善导管水轮机的性能;优化后的导管水轮机功率系数提高59.95%,推力系数增加23.14%。流场分析表明,导管水轮机的近场尾流速度亏损更严重,导管脱落涡和叶尖涡的相互作用降低尾流涡带的稳定性,促进尾涡破碎,有利于尾流的速度恢复。研究结果可以为潮流能导管水轮机的结构设计和性能优化提供一定参考。 展开更多
关键词 潮流能 导管水轮机 水动力性能 响应面法 数值模拟
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基于串联叶片式叶轮的液力透平性能
17
作者 王鸣帅 杨军虎 +3 位作者 胡亚男 王世成 李佳旭 方嘉诚 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第1期18-24,共7页
针对离心泵反转作液力透平时存在的效率偏低、高效区窄、运行不稳定等缺点,以一台比转数为69的离心泵反转作透平为研究对象,在叶轮其他参数不变的情况下,选取径向分割位置0.8D2、径向相对长度30.0 mm、周向相对距离5.0 mm设计串联叶片... 针对离心泵反转作液力透平时存在的效率偏低、高效区窄、运行不稳定等缺点,以一台比转数为69的离心泵反转作透平为研究对象,在叶轮其他参数不变的情况下,选取径向分割位置0.8D2、径向相对长度30.0 mm、周向相对距离5.0 mm设计串联叶片式叶轮,研究串联叶片构型叶轮对液力透平性能的影响.对液力透平进行外特性试验,并采用RNG k-ε湍流模型对液力透平进行数值模拟,对比分析传统叶片与串联叶片液力透平的外特性、内流场、能量转换及压力脉动特性.结果表明:串联叶片对液力透平性能有一定的影响,最优工况下效率比原模型提高了1.37%,在液力透平0.875Q_(BEP)~1.375Q_(BEP)流量内效率均有提升,运行高效区拓宽;透平内部压力分布变化更均匀,叶轮进口位置的分离流动明显改善,叶轮内高湍动能区域明显减少,叶轮内功率损失减小,压力脉动主频幅值在叶轮进口、出口区域均有大幅降低. 展开更多
关键词 液力透平 串联叶片 透平性能 数值模拟
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水轮机抗磨蚀涂层制备技术研究进展
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作者 李景 侯世璞 +2 位作者 霍岩 牛冬涛 唐洪奎 《大电机技术》 2026年第1期96-104,共9页
水轮机过流部件因泥沙冲蚀与空蚀导致的磨损失效严重影响其效率和使用寿命,本文综述抗磨蚀涂层技术的研究进展。首先分析水轮机过流部件的典型磨损机制,为涂层设计提供依据。其次系统评述当前主流的抗磨蚀涂层材料体系,包括硬质合金类... 水轮机过流部件因泥沙冲蚀与空蚀导致的磨损失效严重影响其效率和使用寿命,本文综述抗磨蚀涂层技术的研究进展。首先分析水轮机过流部件的典型磨损机制,为涂层设计提供依据。其次系统评述当前主流的抗磨蚀涂层材料体系,包括硬质合金类涂层和有机高分子类涂层,对比其性能特点。最后探讨热喷涂、堆焊、激光熔覆及热等静压制备工艺的技术特点及对涂层性能的影响,并对未来水轮机抗磨蚀涂层技术的发展进行了展望。 展开更多
关键词 水轮机 磨损机制 涂层材料 涂层制备工艺
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基于能量-熵特征和改进堆叠降噪自编码器的水轮机空化状态识别方法
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作者 刘圳 刘忠 +2 位作者 邹淑云 周泽华 乔帅程 《发电技术》 2026年第1期176-184,共9页
【目的】针对混流式水轮机空化声发射(acoustic emission,AE)信号受背景噪声干扰、故障难以识别的问题,提出一种基于能量-熵特征和哈里斯鹰优化(Harris hawks optimization,HHO)算法联合3折交叉验证(3-fold crossvalidation,3Fold)优化... 【目的】针对混流式水轮机空化声发射(acoustic emission,AE)信号受背景噪声干扰、故障难以识别的问题,提出一种基于能量-熵特征和哈里斯鹰优化(Harris hawks optimization,HHO)算法联合3折交叉验证(3-fold crossvalidation,3Fold)优化堆叠降噪自编码器(stacked denoising auto encoder,SDAE)的状态识别方法。【方法】首先,利用变分模态分解算法对信号进行分解,得到一系列固有模态函数。其次,提取相关系数最大的2个固有模态函数的能量和熵特征,构建12维特征向量,输入识别模型。再次,利用HHO算法联合3Fold,对SDAE的超参数进行优化。最后,将HHO-3Fold-SDAE算法与其他算法寻优得到的最优参数分别输入模型中运行,并进行对比分析。【结果】与其他算法相比,HHO-3Fold-SDAE算法具有更小的准确率方差、损失率以及更高的平均准确率;相较于SDAE,其测试集平均准确率提高了6%;相较于HHO-SDAE,其测试集平均准确率提高了4%,准确率方差降低了17%。【结论】所提方法可用于水轮机空化AE信号的分类识别,可为水力机械状态监测提供参考。 展开更多
关键词 水力发电 水轮机 空化状态识别 哈里斯鹰优化(HHO)算法 堆叠降噪自编码器(SDAE) 熵
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混合工质在复叠式热泵中的性能研究
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作者 段棋 宋海琛 +3 位作者 聂小龙 李欣 吴维成 张静 《节能》 2026年第1期66-71,共6页
为探讨混合工质的选择对复叠式热泵系统性能的影响,系统阐述复叠式热泵的工作原理,并描述混合工质的筛选过程。通过利用Matlab对复叠式热泵模型进行设计与仿真,并调用REFPROP软件分析不同混合工质的冷凝和蒸发压力、压缩机功耗及质量分... 为探讨混合工质的选择对复叠式热泵系统性能的影响,系统阐述复叠式热泵的工作原理,并描述混合工质的筛选过程。通过利用Matlab对复叠式热泵模型进行设计与仿真,并调用REFPROP软件分析不同混合工质的冷凝和蒸发压力、压缩机功耗及质量分数、中间冷凝温度等因素对能效比(COP)的影响。结果表明,3种混合工质的应用使系统冷凝压力增加了8.60%~25.40%,蒸发压力增加了8.70%~26.23%。在R134a质量分数为10%时,R134a+R152a组合的压缩机功耗较低,为24.26 kW。与其他3组工质相比,R152a+R1234ze的组合的COP较高,达到3.27。对于复叠式热泵系统,不同混合工质均存在特定的最佳中间冷凝温度,而R152a+R1234ze具有最低功耗48.28 kW。R152a+R1234ze作为低温级混合工质,在低温蒸发温度和高温冷凝温度变化时,其COP始终处于最大值。 展开更多
关键词 复叠式热泵 节能减排 混合工质
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