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混流式水轮机抗泥沙磨损叶片的优化设计 被引量：1
1
作者 钱忠东 钟琴琴 +1 位作者 曾心成 郭志伟 《水利学报》 北大核心 2025年第4期433-444,共12页
混流式水轮机的泥沙磨损破坏是含沙河流水电开发中的关键难题。泥沙特性及流态是影响磨损破坏的核心因素,如何有效控制流态进而改变颗粒运动是当前研究的重要内容。本文基于叶片设计理论,通过优化叶片进口偏转角及安放角的分布降低叶片... 混流式水轮机的泥沙磨损破坏是含沙河流水电开发中的关键难题。泥沙特性及流态是影响磨损破坏的核心因素,如何有效控制流态进而改变颗粒运动是当前研究的重要内容。本文基于叶片设计理论,通过优化叶片进口偏转角及安放角的分布降低叶片磨损程度,进而提出抗磨损叶片的设计方案。研究结果表明,两种角度分布规律的调整均能显著降低叶片的磨损强度和范围,同时保证了水轮机的运行效率,但增加了下环磨损。叶片进口偏转角θ*0=0.2和叶片安放角关系幂指数x=3的组合方案下,叶片磨损率降低程度最高为71%。这种现象的主要原因是角度变化影响了叶道涡,进而改变了颗粒轨迹,导致颗粒在叶片和下环的打击位置发生变化,最终影响不同区域的磨损分布。综合考虑,通过适度牺牲下环保护叶片的设计方案可以有效增加叶片的使用寿命,降低维修成本和提高维修便利性。 展开更多
关键词 混流式水轮机 泥沙磨损 叶片进口偏转角 叶片安放角 叶道涡
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考虑电动汽车公平性的虚拟电厂优化运行策略 被引量：2
2
作者 李明 胡楠 刘鑫蕊 《综合智慧能源》 2025年第1期70-78,共9页
针对虚拟电厂(VPP)中电动汽车(EV)调度意愿较弱、响应功率较低所表现出的公平性考虑不足问题,提出了一种考虑EV公平性的VPP优化调度策略。为有效解决上述问题,建立了VPP与EV集群的双层优化模型,上层的VPP模型中包含了风电、光伏、燃气... 针对虚拟电厂(VPP)中电动汽车(EV)调度意愿较弱、响应功率较低所表现出的公平性考虑不足问题,提出了一种考虑EV公平性的VPP优化调度策略。为有效解决上述问题,建立了VPP与EV集群的双层优化模型,上层的VPP模型中包含了风电、光伏、燃气轮机、储能和用户单元,下层的EV集群模型中,引入了激励价格与EV价格,两者共同作用于用户响应意愿的影响机制。以VPP的运行收益最大化为目标,并基于用户的区间划分情况生成各类EV用户的激励价格,以此提高用户的调度参与度。在下层优化中,每个EV用户基于激励价格的吸引和自身经济考虑,决定是否参与VPP的调度响应,并对响应功率做出决策。基于强对偶卡罗需-库恩-塔克(KKT)条件和大M法求解双层优化问题。仿真结果表明该策略效果良好。 展开更多
关键词 虚拟电厂 电动汽车 公平性 EV价格区间划分 差异化激励价格
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低流速小型潮流能水轮机导流罩性能分析
3
作者 谭俊哲 郎咸鹏 +2 位作者 袁鹏 司先才 杜修茂 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期87-95,共9页
针对海洋仪器自供电问题,本文提出一种带有紧凑型导流罩的小型潮流能水轮机。该水轮机旨在低流速下提高潮流能利用效率,具备制造方便、施工简单以及便携性良好等特点。为了深入研究导流罩的水动力性能,本文基于计算流体动力学(Computati... 针对海洋仪器自供电问题,本文提出一种带有紧凑型导流罩的小型潮流能水轮机。该水轮机旨在低流速下提高潮流能利用效率,具备制造方便、施工简单以及便携性良好等特点。为了深入研究导流罩的水动力性能,本文基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法,通过与公开发表的文献数据进行对比,验证了模型的精度和数值仿真方法的可靠性。在研究过程中,通过分析不同型式的导流罩,对导流罩的聚流效果进行仿真分析,选取了摆线型尾缘式导流罩作为优化方案。研究结果显示,加装导流罩可以使内部流场的流速提升约1.9倍,水轮机的最大获能系数提升约33%,水轮机叶尖与导流罩喉部之间的间隙为0.05D时获能系数达到最高。对导流罩尾缘形状参数进行研究发现,合适的尾缘高度以及尾缘倾角可以进一步增强导流罩对水轮机的获能效果。因此,本研究对小型潮流能水轮机的导流罩设计研究提供了思路和参考。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 紧凑型导流罩 计算流体动力学 低流速 水动力性能
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基于改进HHO的水轮机空化信号降噪及特征提取
4
作者 刘忠 刘圳 +2 位作者 邹淑云 周泽华 乔帅程 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第2期70-75,111,共7页
为对水轮机空化声发射信号进行降噪并提取其时频特征,提出一种基于改进哈里斯鹰算法(IHHO)和波动散布熵(FDE)的降噪和特征提取方法。首先,利用秃鹰搜索算法(BES)的螺旋搜索机制改进哈里斯鹰算法(HHO)的全局搜索阶段。然后,以散布熵差异... 为对水轮机空化声发射信号进行降噪并提取其时频特征,提出一种基于改进哈里斯鹰算法(IHHO)和波动散布熵(FDE)的降噪和特征提取方法。首先,利用秃鹰搜索算法(BES)的螺旋搜索机制改进哈里斯鹰算法(HHO)的全局搜索阶段。然后,以散布熵差异互相关系数为适应度函数,利用IHHO对VMD进行参数寻优,对信号进行最优VMD分解和相关系数阈值重构从而实现降噪。最后,提取其能量和波动散布熵特征,分析其随空化系数变化的关系。结果表明:相较于灰狼-布谷鸟(GWO-CS)和HHO算法,IHHO对VMD寻优的降噪效果更好;随着空化系数减小,声发射信号能量呈现先增加、再减小、再增加、再减小的趋势,波动散布熵值呈现先减小后增大的趋势。 展开更多
关键词 声学 水轮机 空化 声发射 降噪 哈里斯鹰优化算法 秃鹰搜索算法
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基于知识蒸馏-卷积神经网络的水轮机空化状态识别方法
5
作者 刘忠 周泽华 +2 位作者 邹淑云 刘圳 乔帅程 《发电技术》 2025年第1期161-170,共10页
【目的】当水轮机发生空化故障时,机组效率下降、部件侵蚀加速,严重时甚至引发安全事故。因此,准确且快速识别水轮机空化状态,对水电站高效、安全运行至关重要。针对目前复杂卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型存在的... 【目的】当水轮机发生空化故障时,机组效率下降、部件侵蚀加速,严重时甚至引发安全事故。因此,准确且快速识别水轮机空化状态,对水电站高效、安全运行至关重要。针对目前复杂卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型存在的识别速度慢与简单CNN模型存在的识别准确率低等问题,提出一种基于知识蒸馏(knowledge distillation,KD)-CNN的水轮机空化状态识别方法。【方法】首先,引入知识蒸馏理论中教师模型与学生模型相互作用机理,定义3层CNN网络作为教师模型,定义单层CNN网络作为学生模型;然后,利用试验获取的空化声发射信号数据对教师模型进行训练;最后,将代表空化状态类型的数据标签替换成教师模型的输出,通过学生模型对替换标签后的新数据集进行学习,使交叉熵达到最小值。训练完成后的模型即为KD-CNN模型,利用该模型对各工况数据进行空化状态识别试验。【结果】KD-CNN模型在2 s内即可完成水轮机空化状态识别,且各工况的识别准确率均高于97%。【结论】KD-CNN模型结构简单,同时具有学生模型的识别速度与教师模型的识别准确率,为水轮机空化实时监测提供了新思路。 展开更多
关键词 水轮机空化 卷积神经网络(CNN) 知识蒸馏(KD) 声发射信号 深度学习 状态识别
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含沙水流冲击参数对水力机械基材磨损及磨蚀特性的影响 被引量：2
6
作者 孙帅辉 任最有 +2 位作者 段宏江 郭鹏程 马朵 《水力发电学报》 北大核心 2025年第5期1-9,共9页
多泥沙河流上运行的水力机械受到泥沙磨蚀而产生流道变形、效率下降甚至停机。本研究利用旋转喷射装置开展了不同冲击速度和角度下水力机械基材磨损和磨蚀实验,并采用失重量检测和微观形貌分析研究了材料的抗磨特性。三种材料失重量以... 多泥沙河流上运行的水力机械受到泥沙磨蚀而产生流道变形、效率下降甚至停机。本研究利用旋转喷射装置开展了不同冲击速度和角度下水力机械基材磨损和磨蚀实验,并采用失重量检测和微观形貌分析研究了材料的抗磨特性。三种材料失重量以及空化对泥沙磨损的促进作用均随冲击速度的增大而呈指数增长,随着冲击速度增大,试件表面粗糙度增大,其切削和空蚀坑尺寸均有所增大。三种材料最大磨损量对应冲击角度为40°左右,而最大磨蚀量对应冲击角度为45°左右。当冲击角度为45°时,颗粒的垂直冲击和水平移除匹配度最好,颗粒冲击在表面形成盘状凹坑,同时其唇边被水平切削所移除,试件磨损失重量较大。45°冲击角度时,射流诱发的空蚀作用最强,沙粒和空蚀联合破坏作用显著导致材料表面产生较深的凹坑,磨蚀失重量约为磨损的2倍。 展开更多
关键词 水力机械 泥沙磨损 磨蚀 冲击速度 冲击角度 旋转喷射装置
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采用Liutex涡识别法的水泵水轮机S区内流特性分析 被引量：2
7
作者 肖业祥 肖微 +2 位作者 任绍成 陈柳 刘子实 《水力发电学报》 北大核心 2025年第1期135-142,共8页
为探究水泵水轮机S特性出现的原因,首先将数值预测的特性曲线与模型试验进行了对比分析,然后基于Liutex涡识别法分析了各过流部件在S特性区的流动和涡旋分布情况,探讨了S区相同转速不同流量工况下的内部流动变化规律。分析发现:相同转... 为探究水泵水轮机S特性出现的原因,首先将数值预测的特性曲线与模型试验进行了对比分析,然后基于Liutex涡识别法分析了各过流部件在S特性区的流动和涡旋分布情况,探讨了S区相同转速不同流量工况下的内部流动变化规律。分析发现:相同转速下水轮机工况蜗壳内的流动稳定性较好,几乎没有涡旋出现;导叶和转轮域内流动较为均匀,只在无叶区分布有少量涡旋,水流稳定性较好。制动工况蜗壳内流动开始变得较不稳定,涡旋集中分布在蜗壳出口环面上,容易形成涡团阻碍水流进入固定导叶;在导叶叶栅间存在明显的涡旋和回流现象,导叶和转轮的叶栅堵塞较为严重。反水泵工况在尾水管出口出现螺旋状回流,导致流入转轮的水流发生旋转失速等不稳定现象;水流一部分在活动导叶进水边沿圆周方向高速流动,存在严重的流动分离现象,涡旋分布最密集,由于无叶区内存在压力突变区,导致涡旋几乎占据整个流道。 展开更多
关键词 可逆式水泵水轮机 Liutex涡识别法 S特性区 涡旋特征
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叶片厚度对离心泵空化性能影响的研究 被引量：1
8
作者 张鹏飞 冯峰 金斌斌 《水动力学研究与进展(A辑)》 北大核心 2025年第1期68-76,共9页
为明确叶片厚度对离心泵空化性能的影响规律,该文采用数值模拟方法研究了5种叶片厚度下额定流量和小流量工况下的泵内空化流动,并通过分析叶轮内空泡体积、压力分布和流场,总结了叶片厚度对泵空化特性的影响规律。结果表明:额定流量工况... 为明确叶片厚度对离心泵空化性能的影响规律,该文采用数值模拟方法研究了5种叶片厚度下额定流量和小流量工况下的泵内空化流动,并通过分析叶轮内空泡体积、压力分布和流场,总结了叶片厚度对泵空化特性的影响规律。结果表明:额定流量工况下,叶片厚度减小,过流面积增大,流速降低,静压升高,泵内空化现象减弱;叶片厚度由13 mm减小到5 mm时,临界空化点由2.03 m减小到1.85 m;小流量工况下,随着叶片厚度减小,吸力面流动分离在进口处提前发生,叶轮内低压区域增大,泵内空化加强;叶片厚度由13 mm减小到5 mm时,临界空化点由0.67 m增加到0.71 m,此时叶轮各流道空泡和压力分布不均,易产生较大径向力。 展开更多
关键词 离心泵 空化 数值模拟 叶片厚度
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水泵水轮机调相运行排水阀故障工况水环特性 被引量：1
9
作者 葛新峰 程志龙 +3 位作者 陈裕文 马照航 丁珂 赵文锐 《水力发电学报》 北大核心 2025年第3期38-49,共12页
水环特性与水泵水轮机调相工况稳定运行及间隙流道的冷却密切相关。本文基于冷却水通过水环排水管路排放路径,建立水泵水轮机及局部间隙的全流道三维模型,采用VOF气液两相流对水环排水阀正常和事故两种工况进行了三维非定常流动分析,数... 水环特性与水泵水轮机调相工况稳定运行及间隙流道的冷却密切相关。本文基于冷却水通过水环排水管路排放路径,建立水泵水轮机及局部间隙的全流道三维模型,采用VOF气液两相流对水环排水阀正常和事故两种工况进行了三维非定常流动分析,数值模拟的压力变化结果与电站运行数据吻合。揭示了水泵水轮机调相运行时内部流动特性,在转轮主流道内为空气,其迹线形成显著的涡流特征,在无叶区流道内为气液混合,液体靠近固定导叶内壁高速旋转的圆周运动,下环空腔内流道中的气液混合物迹线呈现出螺旋向上的流动;水环排水阀打开时,无叶区较厚的水环可以通过水环排水阀排入尾水管中,以保证水环排水与冷却水供水的动态平衡;而当排水阀故障时,下迷宫冷却水会流入无叶区,无法排出,加剧无叶区水环的厚度,转轮下环与底环间隙里面充满水,过厚水环与转轮进行摩擦。 展开更多
关键词 水泵水轮机 调相工况 水环 水环排水阀 故障条件
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基于双向流固耦合的竖井贯流泵叶片力学性能 被引量：1
10
作者 王腾伟 郑源 +3 位作者 俞军锋 宋梦斌 郭华毅 杨春霞 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第7期663-670,共8页
为了提升竖井贯流泵的运行稳定性,采用ANSYS Workbench进行双向流固耦合计算,分析叶片的受力与变形特性.研究结果表明:叶片的最大形变主要发生在靠近轮缘的区域,而叶片中部应力较低,高等效应力区集中在叶片中心靠近轮毂的位置;竖井贯流... 为了提升竖井贯流泵的运行稳定性,采用ANSYS Workbench进行双向流固耦合计算,分析叶片的受力与变形特性.研究结果表明:叶片的最大形变主要发生在靠近轮缘的区域,而叶片中部应力较低,高等效应力区集中在叶片中心靠近轮毂的位置;竖井贯流泵启动时会经历小流量高扬程的运行阶段,在0.2倍额定流量工况下,叶片的最大形变达到额定流量工况的4.04倍,最大等效应力达到额定流量工况的3.99倍;叶片干模态和湿模态分析的共振区均主要分布在进水侧和出水侧,这些区域在运行过程中更容易发生裂纹及共振;叶片的固有频率不会因施加载荷而变化,但会受到工作介质的影响,从而影响机械结构的振动频率.分析结果表明,该竖井贯流泵叶片符合力学强度要求,处于弹性变形范围内. 展开更多
关键词 竖井贯流泵 叶片 流固耦合 应力分析 模态分析
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A678型水轮机增效扩容改造方案研究 被引量：1
11
作者 王鑫 田娅娟 吕建平 《小水电》 2025年第4期45-47,共3页
A678型水轮机原为20世纪90年代末加拿大通用电气公司(GE Canada)为二滩水电站研制的F497型水轮机,经国内科研机构二次试验验证后定型为A678,后期在国内部分水电站得到推广应用。针对某水电站现役A678型机组,因电站参数变化产生的单机容... A678型水轮机原为20世纪90年代末加拿大通用电气公司(GE Canada)为二滩水电站研制的F497型水轮机,经国内科研机构二次试验验证后定型为A678,后期在国内部分水电站得到推广应用。针对某水电站现役A678型机组,因电站参数变化产生的单机容量提升需求(目标增幅20%),采用选型分析结合数值模拟优化设计,最终确定JF2343A型水轮机为改造方案。通过对改造方案水轮机在当前运行条件下特征工况的参数分析,表明JF2343A型水轮机可以满足电站的增效扩容目标和安全可靠运行。 展开更多
关键词 混流式水轮机 A678型水轮机 增效扩容改造 选型设计 JF系列水轮机
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大型水电装备关键部件高性能制造新技术新工艺
12
作者 蒋元龙 王星星 +10 位作者 彭岩 张雷 温暖 刘怀亮 石如星 耿在明 潘昆明 陈小明 马怀立 土比木乃 张雷 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期90-101,共12页
大型水电装备中转轮、水斗、叶片等关键部件在水电机组稳定高效运行过程中发挥着至关重要的作用。为满足这些部件在极端工况下的性能要求,高性能制造技术应用显得尤为重要。近年来,先进锻焊工艺、焊接与增材制造、激光熔覆技术、喷涂技... 大型水电装备中转轮、水斗、叶片等关键部件在水电机组稳定高效运行过程中发挥着至关重要的作用。为满足这些部件在极端工况下的性能要求,高性能制造技术应用显得尤为重要。近年来,先进锻焊工艺、焊接与增材制造、激光熔覆技术、喷涂技术等制造技术在水电装备关键部件领域的应用成效显著。本文概述了大型水电装备关键部件高性能制造技术研究现状,重点讨论了锻造、焊接与增材制造、激光熔覆、喷涂等技术在转轮、水斗、叶片等关键部件中的应用现状。通过对水电装备关键部件锻造工艺参数、焊接残余应力、激光熔覆及喷涂表面强化效果等进行系统探讨,深入分析了这些技术工艺在部件性能提升方面的优势与挑战。锻造工艺能够有效改善材料力学性能和组织结构,提高部件抗疲劳性和冲击韧性;焊接与增材制造工艺有助于降低制造过程中产生的残余应力与变形,提升部件连接质量;激光熔覆及喷涂技术则能有效增强部件表面耐磨性、抗腐蚀性及抗氧化性,从而延长使用寿命。此外,还指出现阶段大型水电装备关键部件制造研究存在的不足之处,对相关领域的未来研究重点进行了展望。 展开更多
关键词 水电装备关键部件 锻造 焊接与增材制造 激光熔覆 喷涂
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基于浸入边界法的河岸水轮机尾流恢复规律
13
作者 高瑾瑾 廖轶鹏 +3 位作者 郑源 李云 刘国庆 范子武 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第5期876-883,共8页
为充分利用河流动能并最大程度减小水电开发对生态环境产生的影响,本文研发了一种环境友好型河岸水轮机装置。为进一步推广其应用并对多机组阵列优化布置提供依据,需深入研究其尾流分布及恢复规律。鉴于此,本文对其与明渠流的相互作用... 为充分利用河流动能并最大程度减小水电开发对生态环境产生的影响,本文研发了一种环境友好型河岸水轮机装置。为进一步推广其应用并对多机组阵列优化布置提供依据,需深入研究其尾流分布及恢复规律。鉴于此,本文对其与明渠流的相互作用过程进行了大涡模拟。采用浸入边界法求解河岸水轮机固体动边界,并基于耦合水平集流体体积法捕捉自由液面。结果表明:河岸水轮机尾流区存在一个速度亏损区域;速度亏损量、湍流强度和雷诺剪切应力在水轮机下游近尾流区恢复速度快,到远尾流区时恢复速度逐渐减弱,直至尾流完全恢复;对流向速度的雷诺平均方程的各输运项进行求解,发现平流项在水轮机尾流区对动量恢复的影响最大。研究成果可为河岸水轮机的推广应用及多机组阵列布置提供理论参考。 展开更多
关键词 河岸水轮机 大涡模拟 浸入边界法 自由液面 尾流恢复 速度亏损 湍流强度 动量输运项
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基于响应面模型的水力翼型可靠性优化设计
14
作者 冯建军 刘博星 +3 位作者 朱国俊 冯凯凯 王李科 罗兴锜 《水动力学研究与进展(A辑)》 北大核心 2025年第2期306-316,共11页
转轮的叶片设计直接决定了其能量转化效率和水轮机的使用寿命,该文以潮流能水轮机基础翼型NACA63-815为研究对象,通过构建近似模型来表征设计变量和翼型性能参数之间的响应关系。在此基础上,利用NSGA-II多目标优化算法进行确定性优化和... 转轮的叶片设计直接决定了其能量转化效率和水轮机的使用寿命,该文以潮流能水轮机基础翼型NACA63-815为研究对象,通过构建近似模型来表征设计变量和翼型性能参数之间的响应关系。在此基础上,利用NSGA-II多目标优化算法进行确定性优化和可靠性优化,并对比优化翼型与原始翼型的性能,其中可靠性优化设计基于一种考虑不确定因素影响的6 Sigma可靠性优化设计方法。优化结果表明:确定性优化翼型的水动力性能和空化性能均得到大幅度提高,尤其是大攻角工况下的性能提升明显,但部分性能参数具有较高的不可靠性,在不确定因素的影响下容易发生性能失效;可靠性优化翼型的水动力性能和空化性能也得到了较大提升,且所有性能参数的可靠性水平均达到了6 Sigma以上,实现了潮流能水轮机翼型性能和可靠性的双重提升。 展开更多
关键词 翼型设计 确定性优化 可靠性分析 6 Sigma可靠性优化
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基于分数阶粒子群优化算法的水电机组一次调频参数辨识
15
作者 王炜 朱蕾 +5 位作者 许存华 张建新 彭辉 黄自万 邓云辉 袁晓辉 《水电能源科学》 北大核心 2025年第3期186-190,共5页
由于水电机组和调速器实际物理性质比较复杂,难以从理论上直接推导出其模型参数。为此,提出一种改进的分数阶粒子群优化算法,针对水轮机调速系统一次调频模式,首先根据实际设备的物理结构、运行机理分析建立了水电机组调速系统的调节器... 由于水电机组和调速器实际物理性质比较复杂,难以从理论上直接推导出其模型参数。为此,提出一种改进的分数阶粒子群优化算法,针对水轮机调速系统一次调频模式,首先根据实际设备的物理结构、运行机理分析建立了水电机组调速系统的调节器模型、随动装置模型及机组被控对象模型;然后应用小波阈值降噪法对水电机组一次调频试验数据进行预处理后,采用改进分数阶粒子群优化算法对各分块模型进行参数优化辨识;最后将各部分模型连成整体进行仿真校验。结果表明,改进分数阶粒子群优化算法在水电机组一次调频参数辨识中的精度提升效果明显。 展开更多
关键词 参数辨识 分数阶粒子群优化 一次调频 水轮机调节系统 仿真
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基于儒可夫斯基变换的潮流能水轮机翼型设计
16
作者 王世明 汪毓莹 +1 位作者 喻卓轩 赵秀玲 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期23-29,共7页
针对低流速工况下小型潮流能水轮机翼型的快速设计问题,提出一种基于儒可夫斯基变换和高斯回归模型的水动力性能预测方法。选取儒可夫斯基翼型作为初始翼型,采用型函数/类函数变换(CST)的参数化方法对翼型外形进行拟合,并通过Fluent数... 针对低流速工况下小型潮流能水轮机翼型的快速设计问题,提出一种基于儒可夫斯基变换和高斯回归模型的水动力性能预测方法。选取儒可夫斯基翼型作为初始翼型,采用型函数/类函数变换(CST)的参数化方法对翼型外形进行拟合,并通过Fluent数值模拟得到低流速工况下的升力和阻力;基于升力、阻力和CST参数,结合机器学习中的高斯过程回归建立水动力性能预测模型。实验得出升力和阻力预测模型的平均误差率低于0.2%,均方根误差低于3%。研究表明,该方法在低流速工况水轮机翼型快速设计中具有显著的精度和效率优势。 展开更多
关键词 潮流能 水轮机 保角变换 CST参数化 高斯过程回归 翼型设计
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基于宽度卷积神经网络的水轮机空化状态识别方法
17
作者 刘忠 郑佳稳 +2 位作者 邹淑云 乔帅程 谢文婷 《动力工程学报》 北大核心 2025年第7期985-991,共7页
针对难以有效提取水轮机声发射(AE)信号故障特征,以及在训练过程中信号频谱故障分类不精确且耗时长的问题,建立了一种宽度卷积神经网络(BCNN)的水轮机空化状态识别方法。采用卷积神经网络(CNN)的卷积层和池化层代替宽度学习(BLS)的线性... 针对难以有效提取水轮机声发射(AE)信号故障特征,以及在训练过程中信号频谱故障分类不精确且耗时长的问题,建立了一种宽度卷积神经网络(BCNN)的水轮机空化状态识别方法。采用卷积神经网络(CNN)的卷积层和池化层代替宽度学习(BLS)的线性映射特征层,将得到的CNN特征节点作为增强层的输入,通过训练网络参数建立BCNN模型。利用BCNN模型对不同工况下的水轮机空化AE信号进行分类训练和测试。结果表明:所建立的BCNN模型能对水轮机4种空化状态进行准确快速的分类识别,其平均识别准确率达99.37%,平均耗时为44.16 s。 展开更多
关键词 水轮机 空化 声发射 宽度学习系统 卷积神经网络 状态识别
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阵列化微水头水轮机水力性能研究
18
作者 邹淑云 余富强 +2 位作者 周孝亮 肖千豪 刘忠 《人民长江》 北大核心 2025年第7期168-173,共6页
国内微水头河流水力资源丰富且可利用,是优化能源结构和缓解环境问题的有效途径,但存在发电能量密度低、单机发电规模较小以及布置方式有待优化等问题。以加装导流罩的微水头水轮机为研究对象,通过数值模拟分析了不同间距方案下串列、... 国内微水头河流水力资源丰富且可利用,是优化能源结构和缓解环境问题的有效途径,但存在发电能量密度低、单机发电规模较小以及布置方式有待优化等问题。以加装导流罩的微水头水轮机为研究对象,通过数值模拟分析了不同间距方案下串列、并列与交错3种阵列化布置方式的机群水力性能。结果表明:串列布置时水力性能不佳;并列时合适间距下具有性能增益效果;正梯形或倒梯形交错布置时,对双排五机组机群的流场特性以及水力性能的影响可以忽略。机组间横向间距取2.5倍导流罩入口段直径、纵向间距取3倍导流罩长度时为多机组相对最佳的间距排布方案,此时机群的捕能效果最好,布置相对紧凑,可充分利用水能。研究成果可为微水头水力资源的开发利用提供参考。 展开更多
关键词 微水头水轮机 水力性能 数值模拟 导流罩 尾流 阵列化
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涡激振动驱动的串并列双柱群水动力特性及俘能研究
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作者 罗竹梅 晁浩诚 +2 位作者 张晓旭 李俊 杨涛 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期198-206,共9页
采用双向流固耦合数值方法对串列及并列布置的两个刚性连接三圆柱柱群结构涡激振动(VIV)响应特性及俘能性能展开研究。分析串列群间间距比Z=8、12和16和并列群间距比Z_(y)=4、6、8,约化速度U^(*)=2~13范围内,串列及并列布置中柱群结构... 采用双向流固耦合数值方法对串列及并列布置的两个刚性连接三圆柱柱群结构涡激振动(VIV)响应特性及俘能性能展开研究。分析串列群间间距比Z=8、12和16和并列群间距比Z_(y)=4、6、8,约化速度U^(*)=2~13范围内,串列及并列布置中柱群结构的水动力干扰特性及俘能大小、俘能效率的变化规律。研究结果表明:相较于单组串列双柱群,串并列刚性连接的柱群表现出更为复杂的水动力特性和响应结果,在柱群间隙流与尾流的相互作用以及柱群的相互干扰作用下,两柱群结构的振幅响应出现了从涡激振动到驰振的过渡区。串列柱群后尾涡形式主要以2P、2S和2T形式脱落,个别约化速度下出现碎涡及带状涡。随着群间间距比的增加,柱群间相互干扰作用减弱。间距比对串列刚性连接柱群的俘能影响不明显,柱群的俘能值和能量密度随着U^(*)的增加而增加,当初始分支转换到上端分支时,上下游柱群的能量获取优势发生了变化。并列柱群间干扰通过尾涡相互作用后实现,因此柱群间相互作用微弱,Z_(y)=8时,其涡激振动响应与单柱群响应特性几乎一致。 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 刚性连接
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基于DBO-BP神经网络的活动导叶磨蚀预测模型
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作者 陈小翠 姬中瑞 +1 位作者 郑源 陈文杰 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期115-121,共7页
为高效预测混流式水轮机活动导叶的磨蚀情况,基于高速加沙实验数据,进行复合树脂砂浆涂层材料的磨蚀模型拟合.基于该磨蚀模型,在Fluent平台上通过用户自定义函数(UDF)进行编译,实现活动导叶在不同工况下的磨蚀仿真分析.在活动导叶磨蚀... 为高效预测混流式水轮机活动导叶的磨蚀情况,基于高速加沙实验数据,进行复合树脂砂浆涂层材料的磨蚀模型拟合.基于该磨蚀模型,在Fluent平台上通过用户自定义函数(UDF)进行编译,实现活动导叶在不同工况下的磨蚀仿真分析.在活动导叶磨蚀分析的基础上,基于蜣螂优化算法优化的BP神经网络,提出了一种新型高效的磨蚀预测模型,通过流量、流道中颗粒浓度及当前磨蚀量等参数来进行未来磨蚀量的预测,同时与普通BP神经网络的预测模型进行对比.结果表明:蜣螂优化算法使BP神经网络的均方根误差降低了40%以上,平均绝对误差降低了60%,提高了BP神经网络的计算精度. 展开更多
关键词 磨蚀模型 蜣螂优化算法 BP神经网络 活动导叶 复合树脂砂浆涂层
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