水輪發(fā)電機(jī)組由于多承擔(dān)調(diào)峰調(diào)頻任務(wù),水力工況變化較為頻繁,在非最優(yōu)工況往往出現(xiàn)嚴(yán)重的水力振動(dòng)問(wèn)題,對(duì)機(jī)組發(fā)電效率、運(yùn)行穩(wěn)定性造成影響,甚至誘發(fā)廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)。開(kāi)展水力振源的合理模擬和施加方式研究,對(duì)于預(yù)防和解決水輪發(fā)電機(jī)組和廠房結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問(wèn)題尤為迫切。本文探討了基于CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）模擬水輪機(jī)流道脈動(dòng)水壓力的可行性,在分析水輪機(jī)過(guò)流部件表面脈動(dòng)特性的基礎(chǔ)上,提出了一種水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片表面脈動(dòng)壓力的精細(xì)施加方法,通過(guò)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子-轉(zhuǎn)輪軸系統(tǒng)振動(dòng)分析,研究了脈動(dòng)水壓力對(duì)軸系統(tǒng)振動(dòng)的影響。在合理模擬及施加水力振源的基礎(chǔ)上,分析了軸系結(jié)構(gòu)在水力、電磁和機(jī)械多振源耦合作用下的振動(dòng)特性,探討了了軸承剛度系數(shù)、阻尼系數(shù)、機(jī)械和電磁荷載相位差等結(jié)構(gòu)支承和荷載參數(shù)對(duì)軸系結(jié)構(gòu)多振源耦合振動(dòng)特性的影響。結(jié)合流體計(jì)算結(jié)果擬定水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪表面和廠房蝸殼內(nèi)壁面脈動(dòng)水壓力的幅值和主頻,分別對(duì)機(jī)組軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和廠房結(jié)構(gòu)開(kāi)展諧響應(yīng)分析,分析了脈動(dòng)水壓力作用下廠房結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性�；谟邢拊β柿骼碚�,探討了水力振動(dòng)在機(jī)組軸系統(tǒng)及廠房機(jī)墩、上、下游墻體、風(fēng)罩等部位的傳導(dǎo)和衰減特性,分析總結(jié)了振動(dòng)的主要傳導(dǎo)路徑,為水電站機(jī)... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 水電站振源研究和水力振源的探究及模擬
        1.2.2 水電站機(jī)組軸系結(jié)構(gòu)振動(dòng)敏感性分析
        1.2.3 功率流理論的發(fā)展及應(yīng)用
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 水輪發(fā)電機(jī)組水力振源合理模擬與施加方式研究
        1.3.2 多振源耦合作用下機(jī)組軸系振動(dòng)特性分析
        1.3.3 基于功率流理論的機(jī)組及廠房振動(dòng)傳導(dǎo)研究
        1.3.4 研究技術(shù)路線
2 理論分析方法
    2.1 CFD數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
        2.1.1 守恒方程的建立
        2.1.2 湍流模型的建立
    2.2 水電站機(jī)組及廠房振動(dòng)分析方法
        2.2.1 模態(tài)分析
        2.2.2 諧響應(yīng)分析
        2.2.3 時(shí)程分析
    2.3 功率流計(jì)算方法和一般表達(dá)式
        2.3.1 廠房結(jié)構(gòu)功率流計(jì)算方法
        2.3.2 水電站機(jī)組軸系統(tǒng)功率流計(jì)算方法
    2.4 水電站機(jī)組及廠房振動(dòng)傳導(dǎo)路徑研究
    2.5 本章小結(jié)
3 水輪發(fā)電機(jī)組軸系統(tǒng)水力振源合理模擬與施加方式研究
    3.1 水力振源模擬與施加方式研究
        3.1.1 傳統(tǒng)的水力振源研究
        3.1.2 基于流體計(jì)算和結(jié)構(gòu)耦合的新方法
    3.2 基于CFD數(shù)值模擬和水力振源的模擬
        3.2.1 水輪機(jī)流道模型建立及網(wǎng)格劃分
        3.2.2 控制方程
        3.2.3 計(jì)算域和邊界條件的建立
        3.2.4 控制方程的離散和求解
        3.2.5 脈動(dòng)壓力結(jié)果分析
    3.3 水力振源的施加和模擬
        3.3.1 軸系統(tǒng)三維有限元模型建立
        3.3.2 水力振源的施加方法
        3.3.3 水力振源作用下的軸系統(tǒng)振動(dòng)研究
    3.4 本章小結(jié)
4 多振源耦合作用下機(jī)組軸系振動(dòng)特性分析
    4.1 水電站機(jī)組主要振源類(lèi)型
        4.1.1 機(jī)械振源
        4.1.2 電磁振源
        4.1.3 水力振源
    4.2 振源模擬方式及施加方法
        4.2.1 軸系統(tǒng)受力結(jié)構(gòu)圖
        4.2.2 荷載計(jì)算及施加
    4.3 振源耦合作用下軸系統(tǒng)振動(dòng)分析
    4.4 振源耦合作用下軸承剛度系數(shù)對(duì)軸系統(tǒng)振動(dòng)的影響
        4.4.1 軸承剛度系數(shù)對(duì)軸系結(jié)構(gòu)自振特性影響
        4.4.2 軸承剛度系數(shù)對(duì)軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)影響
    4.5 振源耦合作用下荷載相位差對(duì)軸系統(tǒng)橫向振動(dòng)的影響
    4.6 本章總結(jié)
5 基于功率流理論的機(jī)組及廠房振動(dòng)傳導(dǎo)研究
    5.1 水電站廠房模型的建立
        5.1.1 水電站廠房模型建立及網(wǎng)格劃分
        5.1.2 水電站廠房模型自振特性分析
        5.1.3 共振復(fù)核
    5.2 廠房功率流傳導(dǎo)分析
        5.2.1 水輪發(fā)電機(jī)組功率流分析
        5.2.2 廠房結(jié)構(gòu)功率流分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 研究仍舊存在的問(wèn)題
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    1 碩士期間的學(xué)術(shù)成果
    2 參與的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]水泵水輪機(jī)在水輪機(jī)工況下壓力脈動(dòng)特性[J]. 錢(qián)忠東,陸杰,郭志偉,張建軍.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[3]軸承剛度對(duì)船舶推進(jìn)軸系振動(dòng)傳遞路徑影響分析[J]. 李海峰,朱石堅(jiān),劉學(xué)偉.  噪聲與振動(dòng)控制. 2016(01)
[4]薄板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)功率流特性分析[J]. 張雄,吳錦武.  南昌航空大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[5]基于CFD的水輪機(jī)內(nèi)流場(chǎng)分析研究綜述[J]. 喬文濤,王玲花.  吉林水利. 2015(07)
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[8]大型地下廠房結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)分析[J]. 幸享林,陳建康,廖成剛,張宏戰(zhàn).  振動(dòng)與沖擊. 2013(09)
[9]水壓脈動(dòng)能量傳導(dǎo)對(duì)水電站廠房墻體影響分析[J]. 徐偉,馬震岳,職保平.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2013(02)
[10]大型水電站廠房結(jié)構(gòu)流固耦合分析[J]. 張存慧,馬震岳,周述達(dá),張運(yùn)良.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2012(06)

博士論文
[1]基于復(fù)雜擾動(dòng)的水電機(jī)組與廠房振動(dòng)傳導(dǎo)研究[D]. 職保平.大連理工大學(xué) 2014
[2]大型水輪發(fā)電機(jī)組軸系動(dòng)力學(xué)建模與仿真分析[D]. 徐永.華中科技大學(xué) 2012
[3]機(jī)械振動(dòng)傳遞路徑系統(tǒng)傳遞性的研究與應(yīng)用[D]. 趙薇.東北大學(xué) 2012
[4]水電站機(jī)組及廠房結(jié)構(gòu)耦合振動(dòng)特性研究[D]. 宋志強(qiáng).大連理工大學(xué) 2009
[5]水電站機(jī)組振動(dòng)及其與廠房的耦聯(lián)振動(dòng)研究[D]. 楊曉明.大連理工大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于CFD的水電站廠房水力振源特性及精確施加方法研究[D]. 耿聃.西安理工大學(xué) 2017
[2]大型水電站廠房振動(dòng)傳遞路徑研究[D]. 涂凱.天津大學(xué) 2014
[3]水力作用對(duì)水電機(jī)組主軸穩(wěn)定性影響研究[D]. 曲哲.河北聯(lián)合大學(xué) 2014
[4]基于有限元分析的復(fù)雜耦合系統(tǒng)振動(dòng)功率流傳遞特性研究[D]. 杜麗.山東建筑大學(xué) 2012
[5]混流式水輪機(jī)數(shù)值模擬研究與壓力脈動(dòng)分析[D]. 李龍庭.浙江大學(xué) 2012
[6]混流式水輪機(jī)內(nèi)水流的數(shù)值模擬及其CFD軟件應(yīng)用的研究[D]. 肖玉紅.天津大學(xué) 2008



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