漂浮式潮流电站载体支撑结构屈曲有限元分析

漂浮式潮流能电站是一种新型的潮流能利用转换装置,其中水轮机组的支撑结构承受水轮机的工作载荷以及整个机组的重量,其稳定性尤为重要.由于结构的复杂性及载荷的特殊性,很难直接利用当前的理论与规范评估结构的稳定性.文中首先利用MSC.PATRAN软件建立了包含水轮机主轴及不包含水轮机主轴的2种水轮机支撑结构模型并利用MSC.NASTRAN进行静力及屈曲有限元分析,然后通过结果对比发现2种模型在静力分析中整体结构应力应变分布基本一致;各阶屈曲模态基本相同.最后评估了该支撑结构的强度以及屈曲稳定性,预报了危险位置.     

水轮机转轮叶片系统动力分析(Ⅰ)——力学模型与方程列式

根据水轮机转轮具有旋转周期性的特点,引入复约束的概念,对水轮机结构进行简化,可以显著缩减动力分析问题的计算规模。同时,为了考虑水对水轮机转轮的影响,假设水是不可压,无粘和无旋的,从而将水对水轮机的作用通过附加质量的方式引入到结构振动方程中。在结构动力方程求解过程中,注意到方程的系数矩阵中和子结构内部自由度相应的主要部分保持为实数矩阵,求解时利用此特点,可以大大节省计算的工作量。     

水轮机主轴的有限元分析及优化设计

本文根据大型水轮机主轴的结构特点与载荷性质,利用周期性对称条件将其他为二维问题,并在用平面等参元作结构分析的基础上,依据复合形法进行了优化设计·本方法已被某大型水轮机设计所采用,且获得了节省原材料20％的效益·     

竖轴水轮机式潮流能发电装置开发现状与发展趋势

 世界能源日趋紧张,而环境污染不断加剧。潮流能作为清洁无污染的绿色可再生新能源,具有储量大、分布广、可预测性强、环境污染小等特点,开发利用潮流能对缓解能源紧张、降低环境污染具有重要的现实意义。潮流能利用的主要形式是利用潮流能发电装置发电,其原理是：潮流冲击水轮机,将潮流水平流动的动能转换为水轮机的机械能,水轮机经机械传动装置,带动发电机发电,将机械能转换为电能。潮流能发电装置根据水轮机结构形式的不同,分为水平轴式、竖轴式和横轴式。与水平轴水轮机式和横轴水轮机式潮流能发电装置相比,竖轴水轮机式潮流能发电装置具有适应流向性强,适合大规模阵列布置等特点,具有独特的应用优势。本文针对竖轴水轮机式潮流能发电装置,阐述发电装置的开发现状,分析不同结构形式发电装置的特点,指出竖轴水轮机式潮流能发电装置的发展趋势和关键技术,为竖轴潮流能发电装置的理论研究与工程应用提供参考和借鉴。     

甲米一级混流式水轮机顶盖强度及刚度计算研究

以甲米一级混流式水轮机顶盖为研究对象,应用ANSYS有限元分析软件,建立了顶盖的结构三维模型。根据水轮机的结构参数,对其结构进行受力分析与计算;施加受力后,分析了顶盖的应力与应变。计算表明其结构设计是可靠的,能充分保证整个水轮机的可靠性和寿命。     

论水轮机组调速器液压系统的故障诊断与排除

水轮机组调速器是调节水轮机转速的设备,其是水轮机组中的重要组成部分。电气液压型和机械液压型是水轮机组调速器常用的形式,其在大中型水轮发电机组中有着广泛的应用。本文就水轮机组调速器液压系统故障的诊断与排除进行了简要论述。     

裂纹源的支持向量机与神经网络定位对比研究

利用声发射技术检测水轮机叶片裂纹的产生位置.针对水轮机结构复杂及裂纹位置比较集中等特点,提出利用支持向量机的分类与回归功能对水轮机转轮叶片的裂纹进行定位.结果表明,与BP(误差反向传播)神经网络相比,支持向量机在叶片区域的识别率为100%,高于BP网络;裂纹源到焊缝的距离的预测精度也稍高于BP网络,因而支持向量机是一种适合复杂结构的定位方法,特别是在样本量不大的场所.     

基于小波神经网络的水轮机叶片裂纹源的定位技术

针对水轮机结构复杂等特点,传统的时差定位及模态定位方法不能满足其裂纹水轮机叶片定位要求,提出利用小波神经网络对水轮机转轮叶片的裂纹进行定位.训练采用标度共轭梯度算法(SCG),并对输出结果采用竞争处理方式.结果表明,与BP网络相比,小波神经网络提高了定位的准确度,所确定的裂纹位置最大误差仅为4.2%,是一种适合复杂结构的定位方法.     

水轮机转轮叶片裂纹成因及对策分析

根据混流式水轮机结构特点,对水轮机转轮叶片裂纹成因及对策进行分析,供大家参考。     

水轮机选型设计数据库的创建与管理

针对目前水轮机选型设计工作繁琐、效率低且设计质量差的问题,探讨水轮机选型设计软件包的开发,详细阐述软件包开发中的数据处理和数据库的创建与管理.根据选型所需数据特性和功能对数据库结构进行模块划分,采用离散与回归拟合的方法对水轮机模型综合特性曲线进行数据处理,从而在Microsoft Access环境下创建水轮机选型设计数据库.实例计算验证该数据库完全满足水轮机选型设计软件的需要,并大大提高了水轮机选型设计的速度与质量.     

基于Simulink的水轮机动态仿真模型研究

采用基于Matlab的Simulink仿真工具箱建立了水轮机非线性模型、线性化模型和水轮机经典模型.重点描述了基于插值计算的水轮机非线性模型的建立过程,详细介绍了利用最小二乘法求解线性化模型中传递系数的方法.并对水轮机调节系统进行了动态仿真试验,比较研究了不同模型的适用范围,认为利用最小二乘法拟合所获的线性化模型对各种研究工况具有较好的适应性.     

C语言和MATLAB的联合编程在水轮机特性曲线绘制与转换中的应用

利用C语言编程与MATLAB的强大数据库相结合,阐述了运用C语言对MATLAB内部函数进行调用的基本方法,研究了不同数值处理方法的曲线拟合对水轮机特性曲线绘制与转换效果的影响,并提出了水轮机特性曲线的插值与拟合的新方法;以此结合MATLAB工具箱中三次样条插值函数和一般多项式插值函数分别进行了编程,并就具体工程实例进行了水轮机特性曲线的转换与绘制．由此不仅验证了该方法的可行性,而且效果很好;同时也得出了极坐标下的三次样条远优于直角坐标下的多项式．     

大型水轮机推力轴承支架结构优化设计

本文通过对大型水轮机推力轴承支架结构特点的分析,提出了大型水轮机推力轴承支架结构优化设计的数学模型.这是一个有尺寸、应力及位移约束的结构优化问题.本文采用复合形法迭代求解,采用自编的推力轴承支架的结构分析和优化设计的程序系统进行计算,得出最优解.     

水轮机垫层蜗壳结构应力应变规律研究

蜗壳结构系统在水轮发电机组中起着重要的作用,水轮机钢蜗壳埋入混凝土的方式有三种,拉西瓦水电站经过论证和设计采用垫层蜗壳埋入方式。为了更好地掌握垫层蜗壳的运行情况,垫层蜗壳周边的监测数据的分析就尤为重要。给出利用三维有限元计算的结果,再对实际监测成果进行分析,并对比有限元计算和监测成果的差异,得出了利用有限元对蜗壳结构进行分析的结果基本上和监测数据规律较为一致的结论。利用有限元计算在一定程度上可以反映蜗壳运行情况的一般规律,通过分析得到外围混凝土几乎不承担内水压力,蜗壳处在良好的运行状态。     

三峡电站VGS水轮机检修密封改进建议

三峡电站26台水轮机主轴密封全部采用自补偿型端面机械密封,此密封设计科学,性能稳定。但是,不同生产厂家机组主轴密封在结构方面存在较大差异,其中VGS水轮机的检修密封在检修维护方面存在结构缺陷,在机组安装阶段造成诸多不便。本文经过多方面考虑,并参考其他电站主轴密封的结构以及检修维护经验,对三峡电站VGS生产的水轮机检修密封进行了详细的结构分析,并提出了改进建议。     

变偏角垂直轴潮流能水轮机纵荡运动水动力分析

采用水轮机旋转运动与强迫纵荡运动的组合模拟水轮机的波浪运动响应,并应用ANSYS CFX软件对均匀来流中水轮机强迫纵荡时的流场和水动力特性进行分析,研究不同纵荡频率和纵荡幅值对水轮机水动力的影响规律.研究表明:与水轮机在均匀来流环境中仅做旋转运动相比,纵荡使水轮机尾涡间距发生疏密变化;水轮机水动力载荷瞬时值的峰值包络线均值产生较大波动,波动频率为水轮机纵荡频率,波动幅值随纵荡频率和纵荡幅值的增加而增加;载荷波动范围的最大值随纵荡频率和纵荡幅值的增加逐渐增加,而最小值却逐渐减小.研究结果可为潮流电站电能输出控制系统及水轮机结构强度校核提供参考.     

低水头混流式水泵水轮机过流能力近似计算

为了保证电力系统的稳定运行和能源的合理利用,在综合利用的多能源小电力系统中,一般通过低水头抽水蓄能电站水泵水轮机进行调节.低水头水泵水轮机过流特性直接影响其性能和效率,而自身流道参数是影响水泵水轮机过流能力的主要因素.从低水头抽水蓄能电站水泵水轮机的工作特点出发,根据水泵水轮机工作原理推导出过流能力近似计算公式.通过数值模拟方法计算了不同水头工况的流量,并与近似计算公式结果进行了对比分析.结果表明两者基本一致,且相对误差较小,在5%左右.     

基于SunSPOT无线传感器网络的水轮机组机械振动监测系统的研究

利用SunSPOT无线传感器网络硬软件平台开发了一套水轮机组机械振动监测系统。该系统能够对水轮机组转动部件的振动信息进行实时的采集、传输和存储。水电厂的控制中心对这些数据进行分析、处理并且作出判断决策,以确保水轮机组安全运行和适时检修,降低事故的发生概率。讨论了SunSPOT无线传感器网络硬件结构,6LoWPAN无线通信协议,基于Java语言的NetBeans软件开发平台以及SPOTWORLD虚拟机。介绍了终端节点的数据采集和传输,基站的数据接收和储存所用到的接口和类的代码。     

BP神经网络在水轮机综合特性曲线中的应用

介绍了利用BP人工神经网络进行水轮机综合特性曲线数据处理的方法。这种方法无须建立具体的函数关系表达式,即可将已知离散数据进行拟合,从而提高了水轮机综合特性曲线数据处理的工作效率。     

水平轴潮流能水轮机的流固耦合分析

叶轮作为潮流能水轮机捕能的关键部件,其水动力性能以及结构性能会影响水轮机的捕能效果及其结构的安全性。本文以30 W的小型水平轴潮流能水轮机为例,分别基于单向流固耦合和双向流固耦合模型对在设计工况下的叶轮水动力性能与结构性能进行了稳态分析,对比研究了两种耦合模型所得到的叶轮捕能系数、叶轮表面压力分布等水动力性能和叶轮应力分布等结构性能,为进一步对叶轮结构优化提供参考依据。