水輪機特性曲線在進行水輪機優(yōu)化設計、經(jīng)濟運行和瞬變過程仿真計算等方面有著重要的作用,為了能夠方便地近似模擬混流式水輪機全范圍的各種特性曲線,以混流式水輪機的特點和綜合特性曲線數(shù)據(jù),利用水輪機的基本原理,統(tǒng)計轉(zhuǎn)輪基本參數(shù)在綜合特性曲線上的變化規(guī)律以及幾何參數(shù)與開度的關系,根據(jù)水輪機效率和流量的影響關系和已有的試驗結果,構造出水輪機效率和流量的近似數(shù)學解析式。由于不同比轉(zhuǎn)速的混流式水輪機其特性差異比較大,需要進行分類研究。本文以高、中、低比轉(zhuǎn)速混流式實際機組為例,分別構造出其效率和流量的近似數(shù)學解析式,通過MATLAB編程軟件近似模擬水輪機的各種特性曲線,并將模擬出來的運轉(zhuǎn)綜合特性曲線與傳統(tǒng)方法得到的水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線進行了比較,驗證所構造水輪機特性曲線數(shù)學模型的有效性和準確性。利用Python為開發(fā)工具編寫軟件,對模擬的各種特性曲線進行統(tǒng)一的管理。結果顯示這種構造數(shù)學解析式的方法能近似模擬水輪機部分范圍的各種特性曲線,有別于傳統(tǒng)方法中繁重的工作量,僅需要水輪機的基本特征參數(shù),利用構造的數(shù)學解析式,可簡單方便的得到混流式水輪機部分范圍的各種特性曲線。
【學位單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TK733.1
【部分圖文】：

第三章 水輪機特性圖，會出現(xiàn)與等效率曲線相交的許多數(shù)據(jù)點，讀取出這些交11以及 ηM然后作出這些水頭下的η = f (P)曲線，如圖 3.8(a)所曲線 η = f (P) 上以數(shù)個效率為基準沿橫坐標方向畫出水線相交，讀取出這些交點所對應的水頭 H、出力 P 值。將各交點到P-H坐標系中并依次連接各點即可得到各個效率的等效)所示。輪機的出力限制線通常是將模型特性曲線中 5%出力限制線的，為了方便快捷的計算出機組的出力限制線，僅僅需要選設計水頭 Hr兩個水頭，然后運算出這兩個水頭對應的的最大過點(Hmin，Pmin)和點(Hr，Pr)連接直線。

(b) P-H 曲線圖 3.8 HL100－LJ－210 等效率線的繪制機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線數(shù)字化便同模擬得到的水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線進行對比分析，轉(zhuǎn)綜合特性曲線實現(xiàn)數(shù)字化，因此利用 MATLAB 突出的力，通過數(shù)值擬合達到這一目的。數(shù)據(jù)擬合大部分采取的9-42]、BP 神經(jīng)網(wǎng)絡法[43-45]、基于 B 樣條函數(shù)的曲面擬合（試驗數(shù)據(jù)，對試驗數(shù)據(jù)范圍以外的未知區(qū)域預測性較差）體使用線性 1inear 插值、最臨近 nearest 插值[49,50]、 三次 cubic 插值等方法。經(jīng)過多次試驗模擬，本文采用 pchip 插 插值[51-53]，部分程序如圖 3.9 所示。

(b) P-H 曲線圖 3.8 HL100－LJ－210 等效率線的繪制3.1.5.2 水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線數(shù)字化為了方便同模擬得到的水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線進行對比分析，需的紙質(zhì)化運轉(zhuǎn)綜合特性曲線實現(xiàn)數(shù)字化，因此利用 MATLAB 突出的圖數(shù)值處理能力，通過數(shù)值擬合達到這一目的。數(shù)據(jù)擬合大部分采取的是小二乘法[39-42]、BP 神經(jīng)網(wǎng)絡法[43-45]、基于 B 樣條函數(shù)的曲面擬合（此依賴存在的試驗數(shù)據(jù)，對試驗數(shù)據(jù)范圍以外的未知區(qū)域預測性較差）等值過程可具體使用線性 1inear 插值、最臨近 nearest 插值[49,50]、 三次樣插值、立方 cubic 插值等方法。經(jīng)過多次試驗模擬，本文采用 pchip 插值次 hermite 插值[51-53]，部分程序如圖 3.9 所示。
【參考文獻】

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本文編號：2890038