本文關鍵詞：水電站泄洪霧化理論及其數(shù)學模型的研究

  更多相關文章： 水電站 泄洪霧化理論 底流 挑流 數(shù)學模型 神經網(wǎng)絡

【摘要】：本論文對底流泄洪霧化和挑流泄洪霧化的數(shù)值模擬做了多方面的工作，可歸納為以下三個部分： 第一部分為底流泄洪霧化數(shù)學模型的建立和預測。首先，根據(jù)底流消能泄流霧化的機理，應用量綱分析方法，得到水霧霧源量的計算關系式。在霧源為連續(xù)線源和任意風向的條件下，利用高斯擴散方程，研究了水霧在峽谷內擴散規(guī)律。結合霧雨自動轉換過程、碰并過程、霧滴的凝結和蒸發(fā)過程，得到霧源下游流場水霧濃度、溫度、相對濕度和降水強度的分布。其次，根據(jù)灣塘水電站原型觀測數(shù)據(jù)，，對底流泄洪霧化的數(shù)學模型進行了反饋分析。應用葛洲壩二江泄水閘泄洪霧化原型觀測數(shù)據(jù)，驗證了底流泄洪霧化的數(shù)學模型。最后，應用底流泄洪霧化的數(shù)學模型，對向家壩水電站泄洪霧化進行了預測，得到不同工況下水霧濃度、相對濕度、溫度和雨強的影響范圍。 第二部分為挑流泄洪霧化數(shù)學模型的建立和預測，該模型包括水舌的運動、水滴隨機噴濺和水霧擴散。首先，在考慮水舌擴散和摻氣的條件下，建立了摻氣水舌的運動微分方程，提出了挑流水舌運動參數(shù)的求解方法。研究兩股摻氣水舌在空中的碰撞特性。在考慮地形的條件下，研究了挑流水舌撞擊尾水時水滴隨機噴濺特性，建立了水滴隨機碰濺的數(shù)學模型，提出了地面降雨強度的求解方法。研究了水霧擴散的微分方程，并對于二維恒定霧流擴散方程，得到水霧濃度和降雨強度的表達式。其次，根據(jù)漫灣和李家峽水電站原型觀測數(shù)據(jù)，對挑流泄洪霧化的數(shù)學模型進行了反饋分析。應用烏江渡和二灘水電站泄洪霧化的原型觀測數(shù)據(jù)，驗證了挑流泄洪霧化的數(shù)學模型。最后，應用挑流泄洪霧化的數(shù)學模型，對龍灘、拉西瓦和糯扎渡水電站泄洪霧化進行了預測計算，分別得到其暴雨區(qū)和毛毛雨區(qū)的范圍。 第三部分為挑流BP神經網(wǎng)絡模型的建立和預測。首先，分別建立了暴雨區(qū)長度、暴雨區(qū)寬度、毛毛雨區(qū)長度和毛毛雨區(qū)寬度的神經網(wǎng)絡模型。其次，選取李家峽、二灘、漫灣和東江水電站的原型觀測數(shù)據(jù)或泄流霧化計算數(shù)據(jù)作為樣本，對挑流BP神經網(wǎng)絡進行學習訓練。最后，應用挑流BP神經網(wǎng)絡模型對拉西瓦水電站的泄洪霧化范圍進行了預測。
【關鍵詞】：水電站 泄洪霧化理論 底流 挑流 數(shù)學模型 神經網(wǎng)絡
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2003
【分類號】：TV135
【目錄】：

• 第一章 緒論10-26
• 1.1 泄洪霧化現(xiàn)象11-12
• 1.2 挑流泄洪霧化的機理12-13
• 1.3 水氣兩相流摻氣機理的研究現(xiàn)狀13
• 1.4 挑流泄洪霧化的研究現(xiàn)狀13-21
• 1.5 底流泄洪霧化的研究現(xiàn)狀21-22
• 1.6 泄洪霧化的研究方法22-23
• 1.7 本文的主要工作23-26
• 第二章 底流泄洪霧化的數(shù)學模型26-36
• 2.1 底流消能水霧霧源量的計算26-28
• 2.2 水霧擴散的數(shù)學模型28-32
• 2.3 霧滴、雨滴和水汽之間的相互轉換過程32-34
• 2.4 小結34-36
• 第三章 底流泄洪霧化原觀反饋分析與驗證計算36-49
• 3.1 灣塘水電站底流泄洪霧化原觀反饋分析36-45
• 3.2 底流泄洪霧化數(shù)學模型的驗證計算45-48
• 3.3 小結48-49
• 第四章 向家壩水電站泄洪霧化對下游環(huán)境影響的預測計算49-59
• 4.1 向家壩水電站工程概況49
• 4.2 向家壩水電站泄洪工況和氣象條件49-52
• 4.3 向家壩水電站泄洪霧化的霧源量52
• 4.4 在西北風(6m/s)的作用下50年一遇洪水的預測計算52-53
• 4.5 泄洪霧化的影響范圍53-54
• 4.6 控制點的計算參數(shù)54-56
• 4.7 結果分析與討論56-58
• 4.8 小結58-59
• 第五章 摻氣水舌空中擴散及其運動規(guī)律的研究59-67
• 5.1 基本假定59
• 5.2 挑流水舌空中擴散特性59-61
• 5.3 挑流水舌運動微分方程61-64
• 5.4 挑流水舌運動微分方程的求解64-65
• 5.5 算例65
• 5.6 挑流水舌外緣挑距計算值與原觀值的比較65-66
• 5.7 小結66-67
• 第六章 摻氣水舌碰撞特性的研究67-77
• 6.1 兩股摻氣水舌在空中的碰撞特性67-69
• 6.2 挑流水舌入水形狀和水滴噴濺流量的確定69-70
• 6.3 挑流水舌撞擊尾水時水滴隨機噴濺的數(shù)學模型70-75
• 6.4 水滴隨機噴濺數(shù)學模型的驗證75-76
• 6.5 小結76-77
• 第七章 霧流擴散規(guī)律的研究77-82
• 7.1 霧流擴散的機理77-78
• 7.2 基本假定78
• 7.3 霧流擴散方程78-79
• 7.4 二維恒定霧流擴散方程79-80
• 7.5 霧流擴散區(qū)降雨強度的求解80
• 7.6 小結80-82
• 第八章 挑流泄洪霧化原觀反饋分析與驗證計算82-101
• 8.1 漫灣水電站泄洪霧化原觀反饋分析82-86
• 8.2 李家峽水電站泄洪霧化原觀反饋分析86-92
• 8.3 烏江渡水電站泄洪霧化的驗證計算92-94
• 8.4 二灘水電站泄洪霧化的驗證計算94-97
• 8.5 泄洪霧化雨強比尺的研究97-99
• 8.6 小結99-101
• 第九章 挑流泄洪霧化預測計算101-126
• 9.1 龍灘水電站泄洪霧化預測計算101-109
• 9.2 糯扎渡水電站泄洪霧化預測計算109-115
• 9.3 拉西瓦水電站泄洪霧化預測計算115-119
• 9.4 挑流泄洪霧化范圍估算的研究119-125
• 9.5 小結125-126
• 第十章 挑流泄洪霧化的BP神經網(wǎng)絡模型126-142
• 10.1 人工神經網(wǎng)絡構成的基本原理126-128
• 10.2 BP網(wǎng)絡模型128-131
• 10.3 挑流泄洪霧化的BP神經網(wǎng)絡模型131-137
• 10.4 挑流泄洪霧化范圍特性分析137-139
• 10.5 挑流泄洪霧化的數(shù)學模型和BP神經網(wǎng)絡模型139-140
• 10.6 小結140-142
• 第十一章 結論與研究展望142-146
• 11.1 結論142-145
• 11.2 研究展望145-146
• 參考文獻146-153
• 攻讀博士學位期間發(fā)表學術論文和參加科研情況153-154
• 附錄154-158
• 致謝158

【引證文獻】

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本文編號：1071616