明满混合瞬变流动仿真计算分析

在水电站的仿真计算中,建立合理可行的明满混合流动数值模型是必要的.针对现有明满混合流动的数值解法中存在稳定性差的缺点,提出了一种新的计算格式--特征隐式格式法.其主要思路是将动量和连续方程转化为双曲型方程组的标准形式进行差分.该方法用于三峡、百色等大型电站的仿真计算中,计算结果合理可信.文中还研究了洞型对流动特性的影响,提出了发生明满混合流动的隧洞的优化设计原则.     

水电站变顶高尾水洞瞬变流计算及体型设计

对水电站变顶高尾水洞内明满交替流计算方法及变顶高尾水洞体型设计进行了研究，介绍了变顶高尾水洞的工作特点．采用改进狭缝法模型，结合某大型水电站取消尾水调压室方案进行瞬变流计算，提出了明满交替流分界点的处理方法．分别针对具有不同顶坡、底坡和底宽的变顶高尾水洞体型在不利工况下的瞬变流计算成果进行比较分析，结果表明，变顶高尾水洞具有一定的尾水调压室作用，若适当地选取体型参数可不设尾水调压室；顶坡对整个尾水系统的影响非常大，底坡和底宽的影响相对较小．     

具有明满交替流动的三峡右岸地下电站的动态仿真

以三峡电站为背景对大型水电站动态仿真的主要问题进行了研究。对几种用于明满交替流动计算的方法进行了比较分析,提出了特征隐式格式法求解明满交替流动,具有良好的稳定性;提出了管流和明流联合计算的变时步模型,在保证计算精度的前提下减少了计算量,使大型水电工程的动态仿真得以在微机上实现;提出了一种新方法（对数曲线投影法）描述转轮特性,与Ｓｕｔｅｒ法比较,新方法完全解决了转轮特性曲线描述中小开度与零开度以及多值的问题,小开度区计算结果没有异常的压力脉动,转化过程简单,运算速度快,精度高。应用上述方法编制了过渡过程仿真程序,对三峡电站的各种工况进行了动态仿真计算,得到了满意的计算结果     

色散方程的交替分组迭代方法

给出了求解具有周期边界条件色散方程近似解的交替分组迭代法.构造了逼近色散方程的两层隐式差分格式,以此隐式差分格式为基础设计出一种适合在并行机上进行计算的交替分组迭代方法,并证明了上述隐式差分格式的绝对稳定性和交替分组迭代过程的收敛性.数值试验对色散方程的隐格式与Crank-Nicolson格式分别应用交替分组迭代求解.结果表明,该方法具有很好的数值精度和良好的实用性.     

无压输水系统水流过渡时间的影响因素探究

为探究进口闸门开启时间和无压引水隧洞长度对无压输水系统水流过渡时间的影响,基于一维明渠非恒定流特征线法,并结合隐式差分法,建立"水库+无压引水隧洞+沉沙池"数值仿真分析模型,对含有沉沙池的无压输水系统的瞬变流过程进行了数值模拟.结果表明,进口闸门开启时间与无压引水隧洞长度均为影响系统水流过渡时间的敏感性因素.     

液体弹性模量和异管径连接面对压力瞬变影响

通过研究液压系统中油液在管道中流动时发生压力瞬变的物理特征,选择截面两端面积相差较大的液压缸进出口处的条件进行试验。实验结果表明,油液弹性模量随压力而变化的特性,以及管道系统中异管径连接处的动量变化,对计算压力瞬变参数的影响显著,阐明了以往彩用特征线法计算管道系统压力瞬变误差较大的原因,并提供了相应的计算方法。     

管道系统泄漏检测的瞬变水击压力波法

管道系统的泄漏影响着瞬变水击波波形的畸变和衰减特性,比较研究了两种阀门关闭激励速度对管道泄漏瞬变检测精度的影响.在此基础上,基于阀门部分快速关闭,提出管道系统泄漏检测的瞬变水击压力波法,即利用第一个瞬变压力波波形上的间断点时刻定位泄漏位置,间断点衰减幅值辨识泄漏量,并通过不计算管道内部计算断面的特征线法理论推导出了泄漏量参数与该衰减幅值之间的关系式.给出了该方法的检测步骤,并对该法进行了数值验证.仿真结果表明该方法简单、有效.     

新安江水电站尾水河道清淤试验与研究

通过对新安江水电站下游尾水河道清淤模型试验的研究,提出电站下游尾水位抬高的原因,并为降低尾水位,增加发电水头提供了电站尾水渠及下游河道经济合理的清淤方案.     

二阶隐-显迎风差分格式

本文采用显格式与隐格式交替使用的方法,针对一阶线性双曲方程提出了一种隐-显迎风差分格式.这种隐-显迎风差分格式综合了隐格式与显格式的优点,具有稳定性好、计算简便的特性.数值计算结果表明这种格式是实用的.     

高阶差分格式的离散方法及其应用研究

在提出亚边界的同时，通过对包含亚边界在内的边界控制网格的细化处理，发展了以一阶迎风为基的高阶差分格式离散方法，并将该方法推广应用于三阶QUICK格式和AHARP格式对液钠方腔内的热分层流动的数值模拟中，解决了应用湍流标准。κ－ε模型模拟热分层流动过程中高阶差分格式隐式数值计算的收敛问题。     

三峡梯级短期优化调度大系统分解协调法的应用

针对梯级间流量传播对梯级水电站短期优化调度影响的问题,采用实测资料率定梯级间流量传播系数,构建了计算梯级间下游水电站入库流量的变系数线性回归方程,建立了"以水定电"模式下考虑流量传播影响的梯级水电站群短期优化调度系统分解协调模型.三峡梯级应用实例表明,当上游水库出库流量较小时,流量传播对梯级短期优化调度结果影响较大,且分解协调算法较轮库迭代法可有效减少解算时间,提高模型运算效率.     

基于改进Tennant法的横溪水电站生态流量计算与生态调度

为减少引水式水电站引水发电导致下游河道出现减脱水河段的负面影响,以广东省韶关市乳源瑶族自治县的横溪水电站为例,运用水文比拟法计算径流量,同时应用改进Tennant法进行丰、平、枯水年的生态流量计算,并进行生态调度研究。结果表明:依据岳城站的水文资料,运用水文比拟法,能够较为准确地得到横溪水电站的流量;通过生态调度后,可使得横溪水电站不同来水年的过坝流量在满足生态流量的情况下发电效益最大。研究成果可为中小河流水电站的生态流量泄放管理提供决策参考。     

大型斜轴伸泵站近零扬程流场仿真

为了分析零扬程工况水泵的内部流态、流动损失、非定常特性以及在此工况下机组运行的可行性,利用计算流体动力学技术对太浦河泵站原型机组近零扬程工况进行了定常和非定常流动特性仿真计算。通过实测验证,近零扬程工况下机组运行是稳定的。仿真计算结果与实验结果基本一致,说明所采用的定常、非定常流场理论的计算方法和水压力脉动理论的分析方法是正确的。详细分析大型泵站在近零扬程工况下的运行情况有助于更全面地把握大型泵站的运行性能及稳定运行区域。     

上游水电站调蓄下施工导流风险效益分摊模型

为有效地均衡上、下游水电站与调峰电站之间的风险并合理分摊合作效益,将上游水电站汛期调蓄过程对导流系统和调峰电站引起的成本收益看作一种合作性的风险效益,运用合作博弈中的最小核心法建立梯级水电站建设条件下的导流风险效益分摊最小核心模型,求解梯级水电站建设条件下施工导流风险效益的分摊额度。实例计算结果表明：由于下游水电站施工导流系统和抽水蓄能电站受惠于上游水电站的调蓄作用,其分摊结果为负值,需支付上游水电站补偿金;不同的导流标准使分摊额度在梯级水电站群与调峰电站之间转移。     

基于改进粒子群算法的梯级水风光短期调峰优化调度

针对大规模风电、光电直接并入电网对系统调峰带来的负面影响,同时伴随高弃风、高弃光率的问题,提出通过利用水电输出通道将湖北一梯级水电站与附近风电场、光电场并入电网联合调峰的解决办法。首先分析了梯级水电站、风电和光电联合调度的必要性和可行性,提出了梯级水-风-光联合调峰策略,构建了以系统余留负荷均方差最小为目标函数的短期调度模型,最后利用收缩因子和改进粒子群算法求解。通过算例仿真,风光与梯级水电站共同参与系统调峰,调峰效果更好,改进粒子群算法(particle swarm optimization, algorithm, PSO)算法有更好的寻优精度和收敛速度。给未来实施梯级水电站与周围风、光电场联合调峰策略提供了参照。     

水垫塘底板冲击压强分布特性试验研究

控制水垫塘底板的冲击压力对于水电站泄洪安全具有重要意义,尤其是对于高水头、大流量、窄河谷的水利工程。该文结合中国西南地区大型水电站泄洪消能的实际进行物理模型试验,对电站原方案下水垫塘的冲击压强进行了试验分析。提出了改变表孔齿坎布置的3种改进方案,进行了冲击压强试验。结果显示,改变表孔的齿坎布置是减小冲击压强的一种可行方法。还得到了最优的表孔齿坎布置方案,测量了水垫塘内的流速分布,分析了水垫塘内流态。该结果可用于该大型水电站的泄洪消能设施设计。     

澜沧江巴迪沟泥石流灾害及防治对策

澜沧江左岸的一级支流巴迪沟,在最近几十年中一共发生过4次较大规模的泥石流.在现场调查分析以及大量的试验结果的基础上,针对泥石流的特征,通过对泥石流物源区、流通区、堆积区的详细调查,对泥石流的成因进行分析.提出针对泥石流沟的防治对策:以设置雨量计等监测预警为主要手段,辅以必要的工程治理措施(挡土墙、排导槽和防护堤),结合...     

淮河上游生态需水量计算分析

为分析计算淮河上游河流生态需水量,提出了丰水期、枯水期、平水期保证率分别为45%,75%,50%的淮河上游适宜生态径流计算方法,选用淮河上游干流息县、长台关以及大坡岭3个主要控制站1960～2005年历年天然来水量资料,计算了淮河上游最小生态径流和适宜生态径流,并运用Tennant法进行评价.结果表明,最小生态径流在很大程度上有损于河流生态系统稳定与健康;总体而言,3站适宜生态径流均可以使淮河上游河流生态环境状况达到最佳,但在某些年份各站实测月均流量小于其适宜生态径流量,而且丰水期适宜生态径流破坏率较枯水期的要高.因此,在某些年份为满足淮河上游适宜生态需水要求,还应增加河道内生态用水量.     

乌江流域水光互补梯级蓄能调度图绘制

为适应大规模光伏出力接入乌江流域与梯级水电站联合调度、打捆送出的新要求,基于流域实际蓄能控制方式提出了水光互补模式下梯级水电站分期发电策略,确定了汛初、年末关键时间节点的蓄能合理范围,据此绘制了水光互补梯级蓄能调度图,以指导中长期水光互补调度。实例验证结果表明,与流域梯级水电站实际发电量相比,水光互补梯级蓄能调度图能够提高系统发电量0.7亿~2.1亿kW·h；水光互补梯级蓄能调度图编制过程简单、合理,优化调度结果符合实际,可用于乌江流域中长期水光互补优化调度。     

小水电水工建筑物健康诊断灰色理论模型

针对小水电系统安全评价中环境复杂、统计资料匮乏、信息不完整、指标不确定等问题,引入灰色理论对小水电水工建筑物进行健康诊断.从结构可靠度的安全性、适用性、耐久性角度出发,分析了影响小水电水工建筑物健康的主要指标因素.引入指标重要性分值概念,结合熵权理论,对传统的AHP法进行了改进.综合运用改进AHP法和专家评判法,构建了...