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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
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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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阵列化微水头水轮机水力性能研究
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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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基于活动导叶空蚀的混流式水轮机内流场分析
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作者 于凤荣 冉启立 +3 位作者 周明夫 潘泓江 刘宇晨 武文俊 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第10期990-997,共8页
为分析活动导叶不同空蚀程度下混流式水轮机的内流场演变规律,基于HLA855a-LJ-250型水轮机,根据活动导叶不同空化空蚀发展时期,分别建立完好、麻点状空蚀凹坑、蜂窝状空蚀凹坑、连片状空蚀凹坑共4种模型.机组在额定工况下运行,采用Reali... 为分析活动导叶不同空蚀程度下混流式水轮机的内流场演变规律,基于HLA855a-LJ-250型水轮机,根据活动导叶不同空化空蚀发展时期,分别建立完好、麻点状空蚀凹坑、蜂窝状空蚀凹坑、连片状空蚀凹坑共4种模型.机组在额定工况下运行,采用Realizable k-ε湍流模型和宽频噪声模型进行稳态计算.研究结果表明:随着导叶空化空蚀程度的提升,活动导叶部件湍动能数值和范围逐渐增大,空蚀凹坑处的水流冲击、摩擦等现象是引起能量耗散的重要原因;出现空化空蚀的机组转轮负压更低,转轮更容易发生空化空蚀,尾水管流线紊乱,严重制约尾水管能量回收利用,且空蚀程度越严重,其回收效率越低;空蚀程度还与活动导叶部件的声强呈高关联性,表现为声压级的数值和分布范围与空蚀程度呈正相关.研究成果可为机组状态监测提供一定的指导与帮助. 展开更多
关键词 混流式水轮机 活动导叶 流致噪声 空化空蚀 声类比
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基于合理弃能的抽蓄-风-光-火联合发电系统多方案优化运行研究 被引量:1
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作者 刘世隆 韦建溪 田楠 《电网与清洁能源》 北大核心 2025年第2期100-106,共7页
随着大规模风电和光伏场站的投运,许多地区出现严重的弃风弃光情况,新能源消纳问题亟待解决。构建了包含抽蓄-风-光-火的联合发电系统调度模型,以运行经济性最优、新能源利用率最大化和功率平衡偏差最小化为优化目标,同时量化分析碳排... 随着大规模风电和光伏场站的投运,许多地区出现严重的弃风弃光情况,新能源消纳问题亟待解决。构建了包含抽蓄-风-光-火的联合发电系统调度模型,以运行经济性最优、新能源利用率最大化和功率平衡偏差最小化为优化目标,同时量化分析碳排量和火电波动性,运用改进粒子群算法,求解不同场景下某能源基地抽水蓄能电站夏季典型日和冬季典型日的日出力情况。算例结果表明:抽水蓄能电站的加入使运行成本降低51.37万元,碳排放量减少1 091.96 t,火电稳定性提高5.31%,且增强了联合系统新能源的消纳能力;改变电源容量配置,联合系统各指标与可再生能源渗透率呈非线性相关关系;在多目标优化计算中,给出了合理弃能方式下的各电源优化运行方案。 展开更多
关键词 多能互补 高比例可再生能源 多目标优化 抽水蓄能电站 合理弃能
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水利工程中生态电站机组单机容量选择分析
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作者 张国鹏 叶澍青 陈阳 《水电站机电技术》 2025年第12期149-151,共3页
水电站机组单机容量的选择直接影响水轮发电机组参数水平、机组布置方式以及电站工程投资。在水利工程中由于生态电站往往规模较小,单机容量的选择在满足生态流量要求同时,需权衡工程整体布置、发电效益、工程投资、运行维护难度等多重... 水电站机组单机容量的选择直接影响水轮发电机组参数水平、机组布置方式以及电站工程投资。在水利工程中由于生态电站往往规模较小,单机容量的选择在满足生态流量要求同时,需权衡工程整体布置、发电效益、工程投资、运行维护难度等多重因素。本文针对水头和生态流量变幅较大的水利工程,以华南地区某水库电站工程为依托,依据电站水位、流量等特征数据,比较不同机组配置台数和单机容量方案的优缺点,为其他生态电站装机台数和单机容量的确定提供参考。 展开更多
关键词 水利工程 单机容量 水头变幅 生态流量
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大型水轮发电机组转子动力学特性分析 被引量:36
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作者 王正伟 喻疆 +3 位作者 方源 温晓军 曹剑绵 石清华 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期62-66,共5页
机组的轴系稳定性和动力特性是机组安全运行的重要指标,不仅直接影响机组的运行品质,同时也影响机组的使用寿命。本文以万家寨水轮机组为例,应用转子动力学计算软件ARMD对机组轴系的临界转速进行分析计算,并预估了机组在不同工况下水力... 机组的轴系稳定性和动力特性是机组安全运行的重要指标,不仅直接影响机组的运行品质,同时也影响机组的使用寿命。本文以万家寨水轮机组为例,应用转子动力学计算软件ARMD对机组轴系的临界转速进行分析计算,并预估了机组在不同工况下水力激励力作用下的上导、转子中心、水导和转轮中心等处的摆度响应。计算结果与机组轴系振动实测和模态实测结果进行了比较。比较客观地分析了机组轴系的运行稳定性。 展开更多
关键词 混流式水轮机 转子动力学 数值计算 激励 响应
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能量回收液力透平研究综述 被引量:48
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作者 杨军虎 张雪宁 +2 位作者 王晓晖 孙庆冲 张建华 《流体机械》 CSCD 北大核心 2011年第6期29-33,共5页
液力透平回收能量是一项过程节能技术。对液力透平能量回收装置的研究主要有3个方面:液力透平性能,回收装置配置及运行工况调节。运用新的水力设计理论与方法可提高透平综合性能,这是液力透平研究的趋势。透平与相关设备性能、系统工况... 液力透平回收能量是一项过程节能技术。对液力透平能量回收装置的研究主要有3个方面:液力透平性能,回收装置配置及运行工况调节。运用新的水力设计理论与方法可提高透平综合性能,这是液力透平研究的趋势。透平与相关设备性能、系统工况参数互相匹配,使回收装置在高效区工作。系统偏离设计工况时选择合理的调节方法来充分回收能量。 展开更多
关键词 液力透平 配置 调节 能量回收
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利用蜗壳压差测流做原型水轮机效率试验 被引量:14
8
作者 郑源 李贤庆 +1 位作者 张新珊 吴建春 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1997年第3期101-104,共4页
利用蜗壳压差测流做原型水轮机效率试验郑源李贤庆(河海大学水利水电工程学院南京210098)张新珊吴建春(乌溪江水电厂衢州324000)水轮机效率试验是评价水轮机能量转换性能的重要指标,利用理论换算所得的水轮机特性不能... 利用蜗壳压差测流做原型水轮机效率试验郑源李贤庆(河海大学水利水电工程学院南京210098)张新珊吴建春(乌溪江水电厂衢州324000)水轮机效率试验是评价水轮机能量转换性能的重要指标,利用理论换算所得的水轮机特性不能准确地反映实际运行机组的性能.本... 展开更多
关键词 水轮机 效率试验 能量转换 蜗壳压差测流
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三维非定常湍流尾水管涡带数值模拟 被引量:17
9
作者 高忠信 邓杰 葛新峰 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期1162-1167,共6页
采用全流道三维非定常流动数值模拟方法,研究了混流式水轮机在部分负荷工况运行时,尾水管涡带在尾水管内引起的压力脉动现象。计算工况为典型的部分负荷工况,单位转速为70.52r/min,单位流量为0.679m3/s。计算结果表明在4个计算点都得到... 采用全流道三维非定常流动数值模拟方法,研究了混流式水轮机在部分负荷工况运行时,尾水管涡带在尾水管内引起的压力脉动现象。计算工况为典型的部分负荷工况,单位转速为70.52r/min,单位流量为0.679m3/s。计算结果表明在4个计算点都得到了涡带低频压力脉动:频率为0.333Hz,是转频1.25Hz的1/3.75,相近工况(n11=71.25r/min,Q11=0.689m3/s)模型试验测得涡带频率为5.31Hz,是转频18.62Hz的1/3.51,从涡带频率看计算结果与试验测量结果一致。研究成果表明数值模拟方法是可行的,可以在设计阶段预测尾水管内涡带压力脉动的特性。 展开更多
关键词 混流式水轮机 尾水管 涡带 压力脉动 数值模拟
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水轮机转轮内全三维紊流计算及效率预估 被引量:16
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作者 吴玉林 韩海 曹树良 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期313-316,共4页
水轮机转轮内全三维紊流计算及效率预估吴玉林,韩海,曹树良(清华大学水利系北京100084)关键词水轮机,紊流计算,效率预估1引言水轮机转轮内部流场不易用实验手段量测,从而使得转轮内流动的数值模拟技术获得更大的发展。特... 水轮机转轮内全三维紊流计算及效率预估吴玉林,韩海,曹树良(清华大学水利系北京100084)关键词水轮机,紊流计算,效率预估1引言水轮机转轮内部流场不易用实验手段量测,从而使得转轮内流动的数值模拟技术获得更大的发展。特别是近几十年来,水力机械的数值模拟... 展开更多
关键词 水轮机 转轮内 紊流计算 效率 预估
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双流道污水泵内固相体积分数分布规律 被引量:8
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作者 齐学义 阎晓伟 +1 位作者 姬孝斌 张静 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2009年第2期156-159,共4页
应用CFD软件Fluent对300QW 930-15-55双流道式污水泵内部流场进行数值模拟.结果表明,固相颗粒从叶轮进口至出口几乎都聚集于流道中下部,沿流道中线前进,且随着体积分数的增加,这种现象越明显;随着颗粒直径的增大,颗粒体积分数越高、越紧... 应用CFD软件Fluent对300QW 930-15-55双流道式污水泵内部流场进行数值模拟.结果表明,固相颗粒从叶轮进口至出口几乎都聚集于流道中下部,沿流道中线前进,且随着体积分数的增加,这种现象越明显;随着颗粒直径的增大,颗粒体积分数越高、越紧密,亦即高体积分数、大颗粒的固相介质大多数均是从叶轮流道中间通过叶轮,并且对于体积分数分布,颗粒粒径要比颗粒体积分数影响大.这种固相运动规律证明了流道式污水泵输送固液两相流介质具有效率高,抗堵塞、缠绕和耐磨蚀的特点. 展开更多
关键词 双流道叶轮 污水泵 固相体积分数分布规律 数值模拟
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混流式水轮机尾水管近壁湍流特性和流场结构研究 被引量:23
12
作者 郭涛 张立翔 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期112-118,共7页
采用滑移网格技术以及基于Vreman亚格子模型的全局动态大涡模拟方法,得到了HLA551-LJ-43型水轮机小开度工况下全流道内速度、压力以及涡量的分布,同时捕捉到尾水区域高强度的近壁湍流特性以及独特的分离流动现象。计算结果表明,当高转... 采用滑移网格技术以及基于Vreman亚格子模型的全局动态大涡模拟方法,得到了HLA551-LJ-43型水轮机小开度工况下全流道内速度、压力以及涡量的分布,同时捕捉到尾水区域高强度的近壁湍流特性以及独特的分离流动现象。计算结果表明,当高转速、小开度工况时,流道内流体的圆周速度占有绝对优势,流体进入尾水管后'被甩出'呈旋转下泄趋势,在锥管段和弯管段内产生了明显的分流,同时在尾水管中心区域形成一个较大的空腔涡带。该涡带的流动形式与常规工况差异较大,反映出小开度工况偏离最优工况最远,流道中流体的漩涡、脱流、分离间断和回流等各种水力不稳定现象更为剧烈和复杂,具有独特的流动形式,容易导致机组异常振动的发生。 展开更多
关键词 混流式水轮机 尾水管涡带 湍流特性 小开度流动 大涡模拟 Vreman 亚格子模型
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大型水轮发电机组推力轴承油膜特性分析 被引量:9
13
作者 张惟斌 赖喜德 +1 位作者 唐健 赵玺 《水力发电》 北大核心 2015年第2期63-66,共4页
以渔子溪电站水轮机组为例,应用ARMD软件,通过改变镜板的转速、所受的轴向推力大小,得到推力轴承的油膜压力、油膜剪应力、油膜刚度和阻尼等的变化规律。结果表明推力轴承的油膜压力、油膜剪应力、油膜刚度和阻尼均随着轴向推力的增大... 以渔子溪电站水轮机组为例,应用ARMD软件,通过改变镜板的转速、所受的轴向推力大小,得到推力轴承的油膜压力、油膜剪应力、油膜刚度和阻尼等的变化规律。结果表明推力轴承的油膜压力、油膜剪应力、油膜刚度和阻尼均随着轴向推力的增大而增大;随着镜板转速的增大而增大,在飞逸转速附近均急剧增大。 展开更多
关键词 推力轴承 油膜特性 刚度 阻尼
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基于导水机构水力损失的水轮机精细模型辨识 被引量:4
14
作者 夏鑫 周建中 +2 位作者 肖剑 肖汉 李超顺 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期57-61,共5页
针对导水机构水力损失对水轮机效率影响较大,且其模型较为复杂的特点,提出了一种基于曲线拟合的导水机构水力损失表达方法,建立了水轮机精细模型;并采用改进人工鱼群算法对模型进行辨识。将该方法运用于某电厂实测数据,仿真结果表明改... 针对导水机构水力损失对水轮机效率影响较大,且其模型较为复杂的特点,提出了一种基于曲线拟合的导水机构水力损失表达方法,建立了水轮机精细模型;并采用改进人工鱼群算法对模型进行辨识。将该方法运用于某电厂实测数据,仿真结果表明改进水轮机模型精度高,且可以反映电厂实际运行状态,导水机构水力损失辨识结果与理论公式定性分析一致,并采用功率阶跃扰动对模型进行验证。结果表明模型是有效可靠的。 展开更多
关键词 水轮机 模型辨识 水力损失 导水机构 人工鱼群算法 曲线拟合
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三峡左岸电厂6F机组小开度工况异常振动原因分析 被引量:4
15
作者 彭玉成 张克危 +1 位作者 陈喜阳 郑莉媛 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期153-156,31,共5页
三峡左岸电厂6F机组在过速试验的关机过程中,出现了强烈的小开度异常振动现象,振动频率为1.359Hz,该频率最为明显的表现为蜗壳内水压的波动。基于现场试验数据和哈尔滨大电机研究所的模型试验,分析了三峡左岸电站6F机组在三次过速试验... 三峡左岸电厂6F机组在过速试验的关机过程中,出现了强烈的小开度异常振动现象,振动频率为1.359Hz,该频率最为明显的表现为蜗壳内水压的波动。基于现场试验数据和哈尔滨大电机研究所的模型试验,分析了三峡左岸电站6F机组在三次过速试验的关机过程中水轮机运行参数的变化,并得到了三次试验的关机轨迹。根据关机过程中运行参数的变化,排除了负流量导致6F振动的原因,同时详细论述了水锤也不是异常振动的原因。作者认为最有可能的原因是水体共振,并结合现场试验数据和动态CFD数值计算结果进行了讨论。 展开更多
关键词 水力机械 小开度振动 水体共振 过速试验 水锤
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水轮机活动导叶内部三维固液两相紊流计算及磨损预估 被引量:7
16
作者 曹树良 许国 +3 位作者 吴玉林 刘文鹏 曹彬 赵令家 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期584-588,共5页
本文报导了水轮机活动导叶内部固液两相紊流的三维数值分析结果和磨损预估结果。文中基于N-S方程和两相紊流的k—ε—Ap模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对水轮机活动导叶内部的固液两相紊流进行数值模拟,提出设计工... 本文报导了水轮机活动导叶内部固液两相紊流的三维数值分析结果和磨损预估结果。文中基于N-S方程和两相紊流的k—ε—Ap模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对水轮机活动导叶内部的固液两相紊流进行数值模拟,提出设计工况时活动导叶内部的两相紊流特性。在数值模拟的基础上,根据Finnie模型预估了活动导叶的磨损。并与Drtina的实验结果进行了比较. 展开更多
关键词 活动导叶 两相紊流 磨损 水轮机
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一管多机布置抽水蓄能电站非线性动力学建模与瞬态分析 被引量:7
17
作者 郭鹏程 郑小波 +1 位作者 张浩 苟东明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期105-111,共7页
一管多机布置抽水蓄能电站存在共用管段引水系统,其中共用管段的水力耦合相互作用是抽水蓄能电站系统动力学建模的关键。考虑共用管段水力系统耦合作用,将其分解成多个仅依赖于各子管段流量的单变量函数,通过结合水泵水轮机组动态特性,... 一管多机布置抽水蓄能电站存在共用管段引水系统,其中共用管段的水力耦合相互作用是抽水蓄能电站系统动力学建模的关键。考虑共用管段水力系统耦合作用,将其分解成多个仅依赖于各子管段流量的单变量函数,通过结合水泵水轮机组动态特性,建立一管多机布置抽水蓄能电站非线性动力学模型。利用数值模拟探究了两机在额定工况并列运行时,一机突甩全负荷在不同导叶关闭规律且另一机组在调速器PID控制下,对各支管内机组流量、水头、出力动态特性的影响规律。仿真结果表明正常运行机组出力和流量动态响应具有正相关关系,机组水头动态响应与其流量和出力具有负相关关系,且波动周期相近。突甩负荷机组水头与流量的动态响应与导叶关闭规律密切相关,突甩负荷机组水头波动程度始终高于正常运行机组水头,且两机组水头波动周期相近;研究结果为探究一管多机抽水蓄能电站系统瞬态动力学建模与稳定性调控提供理论参考。 展开更多
关键词 一管多机系统 抽水蓄能电站 非线性动力学 过渡过程
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Fortran和MATLAB的混合编程在水轮机特性曲线处理中的应用 被引量:11
18
作者 唐岳灏 杨建东 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期45-49,共5页
利用传统的Fortran语言编程与MATLAB强大的数学库相结合 ,阐述了使用Fortran语言对MATLAB的内蕴函数进行调用的基本方法 .并结合某具体工程实例 ,比较了MATLAB工具箱中三次样条插值函数和一般多项式插值函数对水轮机特性曲线插值结果的... 利用传统的Fortran语言编程与MATLAB强大的数学库相结合 ,阐述了使用Fortran语言对MATLAB的内蕴函数进行调用的基本方法 .并结合某具体工程实例 ,比较了MATLAB工具箱中三次样条插值函数和一般多项式插值函数对水轮机特性曲线插值结果的影响 。 展开更多
关键词 联合编程 特性曲线 FORTRAN MATLAB 水轮机
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基于多小波的水电机组振动信号降噪方法研究 被引量:5
19
作者 张广涛 宋丽波 +4 位作者 张晓静 孙召辉 梁红梅 肖志怀 程远楚 《中国农村水利水电》 北大核心 2016年第5期163-170,共8页
多小波可以同时满足对称性,短(紧)支撑性,二阶消失矩和正交性,在信号处理方面比小波更有优势。在多小波分解系数中,当一个系数包含某些信号成分时,其相邻系数也可能包含一定的该信号成分。与传统的小波去噪算法相比,相邻系数法能更好地... 多小波可以同时满足对称性,短(紧)支撑性,二阶消失矩和正交性,在信号处理方面比小波更有优势。在多小波分解系数中,当一个系数包含某些信号成分时,其相邻系数也可能包含一定的该信号成分。与传统的小波去噪算法相比,相邻系数法能更好地解决变换系数之间的相关性,获得更好的降噪效果。在模拟振动信号降噪处理中,对信噪比和均方根误差进行定量分析,结果表明多小波相邻系数降噪法要优于小波阈值降噪法。在对水电机组实际采集的振动信号进行降噪研究时,通过对比降噪前后信号振动特征分量的保持完整程度,表明该方法滤波更彻底,保留振动特征分量更完整,是一种更加有效的降噪方法。 展开更多
关键词 多小波 相邻系数 信号降噪 水电机组
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潮流能水平轴水轮机叶片扭角与弦长分布研究 被引量:2
20
作者 王树杰 王宽宽 +2 位作者 袁鹏 于晓丽 王旭超 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期109-115,共7页
叶片是潮流能水轮机的关键部件,为获取综合性能良好的潮流能水平轴水轮机,采用解析计算与CFD仿真结合的方法研究叶片扭角与弦长分布。以叶素效率最大原则,推导叶片扭角与弦长的理想分布计算模型,并研究尖速比对叶片扭角与弦长分布的影响... 叶片是潮流能水轮机的关键部件,为获取综合性能良好的潮流能水平轴水轮机,采用解析计算与CFD仿真结合的方法研究叶片扭角与弦长分布。以叶素效率最大原则,推导叶片扭角与弦长的理想分布计算模型,并研究尖速比对叶片扭角与弦长分布的影响;综合考虑水轮机获能效率、可靠性、安全性及叶片加工制造等因素,提出对叶片扭角与弦长修正分布模型;运用Fluent软件对20kW水轮机设计实例性能分析,结果显示修正模型水轮机转矩满足获能要求,轴向力明显减小,有利于工程应用中水轮机的稳定运行。 展开更多
关键词 潮流能水平轴水轮机 叶片设计 扭角 弦长 性能分析
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