本文關(guān)鍵詞：水電站泄洪霧化理論及其數(shù)學(xué)模型的研究

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【摘要】：本論文對(duì)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(gè)部分： 第一部分為底流泄洪霧化數(shù)學(xué)模型的建立和預(yù)測(cè)。首先，根據(jù)底流消能泄流霧化的機(jī)理，應(yīng)用量綱分析方法，得到水霧霧源量的計(jì)算關(guān)系式。在霧源為連續(xù)線源和任意風(fēng)向的條件下，利用高斯擴(kuò)散方程，研究了水霧在峽谷內(nèi)擴(kuò)散規(guī)律。結(jié)合霧雨自動(dòng)轉(zhuǎn)換過程、碰并過程、霧滴的凝結(jié)和蒸發(fā)過程，得到霧源下游流場(chǎng)水霧濃度、溫度、相對(duì)濕度和降水強(qiáng)度的分布。其次，根據(jù)灣塘水電站原型觀測(cè)數(shù)據(jù)，，對(duì)底流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了反饋分析。應(yīng)用葛洲壩二江泄水閘泄洪霧化原型觀測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了底流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型。最后，應(yīng)用底流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型，對(duì)向家壩水電站泄洪霧化進(jìn)行了預(yù)測(cè)，得到不同工況下水霧濃度、相對(duì)濕度、溫度和雨強(qiáng)的影響范圍。 第二部分為挑流泄洪霧化數(shù)學(xué)模型的建立和預(yù)測(cè)，該模型包括水舌的運(yùn)動(dòng)、水滴隨機(jī)噴濺和水霧擴(kuò)散。首先，在考慮水舌擴(kuò)散和摻氣的條件下，建立了摻氣水舌的運(yùn)動(dòng)微分方程，提出了挑流水舌運(yùn)動(dòng)參數(shù)的求解方法。研究?jī)晒蓳綒馑嘣诳罩械呐鲎蔡匦�。在考慮地形的條件下，研究了挑流水舌撞擊尾水時(shí)水滴隨機(jī)噴濺特性，建立了水滴隨機(jī)碰濺的數(shù)學(xué)模型，提出了地面降雨強(qiáng)度的求解方法。研究了水霧擴(kuò)散的微分方程，并對(duì)于二維恒定霧流擴(kuò)散方程，得到水霧濃度和降雨強(qiáng)度的表達(dá)式。其次，根據(jù)漫灣和李家峽水電站原型觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)挑流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了反饋分析。應(yīng)用烏江渡和二灘水電站泄洪霧化的原型觀測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了挑流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型。最后，應(yīng)用挑流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型，對(duì)龍灘、拉西瓦和糯扎渡水電站泄洪霧化進(jìn)行了預(yù)測(cè)計(jì)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立和預(yù)測(cè)。首先，分別建立了暴雨區(qū)長(zhǎng)度、暴雨區(qū)寬度、毛毛雨區(qū)長(zhǎng)度和毛毛雨區(qū)寬度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。其次，選取李家峽、二灘、漫灣和東江水電站的原型觀測(cè)數(shù)據(jù)或泄流霧化計(jì)算數(shù)據(jù)作為樣本，對(duì)挑流BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練。最后，應(yīng)用挑流BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)拉西瓦水電站的泄洪霧化范圍進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
【關(guān)鍵詞】：水電站 泄洪霧化理論 底流 挑流 數(shù)學(xué)模型 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：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(jī)理12-13
• 1.3 水氣兩相流摻氣機(jī)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(xué)模型26-36
• 2.1 底流消能水霧霧源量的計(jì)算26-28
• 2.2 水霧擴(kuò)散的數(shù)學(xué)模型28-32
• 2.3 霧滴、雨滴和水汽之間的相互轉(zhuǎn)換過程32-34
• 2.4 小結(jié)34-36
• 第三章 底流泄洪霧化原觀反饋分析與驗(yàn)證計(jì)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(xué)模型的驗(yàn)證計(jì)算45-48
• 3.3 小結(jié)48-49
• 第四章 向家壩水電站泄洪霧化對(duì)下游環(huán)境影響的預(yù)測(cè)計(jì)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(fēng)(6m/s)的作用下50年一遇洪水的預(yù)測(cè)計(jì)算52-53
• 4.5 泄洪霧化的影響范圍53-54
• 4.6 控制點(diǎn)的計(jì)算參數(shù)54-56
• 4.7 結(jié)果分析與討論56-58
• 4.8 小結(jié)58-59
• 第五章 摻氣水舌空中擴(kuò)散及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究59-67
• 5.1 基本假定59
• 5.2 挑流水舌空中擴(kuò)散特性59-61
• 5.3 挑流水舌運(yùn)動(dòng)微分方程61-64
• 5.4 挑流水舌運(yùn)動(dòng)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(jì)算值與原觀值的比較65-66
• 5.7 小結(jié)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(shí)水滴隨機(jī)噴濺的數(shù)學(xué)模型70-75
• 6.4 水滴隨機(jī)噴濺數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證75-76
• 6.5 小結(jié)76-77
• 第七章 霧流擴(kuò)散規(guī)律的研究77-82
• 7.1 霧流擴(kuò)散的機(jī)理77-78
• 7.2 基本假定78
• 7.3 霧流擴(kuò)散方程78-79
• 7.4 二維恒定霧流擴(kuò)散方程79-80
• 7.5 霧流擴(kuò)散區(qū)降雨強(qiáng)度的求解80
• 7.6 小結(jié)80-82
• 第八章 挑流泄洪霧化原觀反饋分析與驗(yàn)證計(jì)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(yàn)證計(jì)算92-94
• 8.4 二灘水電站泄洪霧化的驗(yàn)證計(jì)算94-97
• 8.5 泄洪霧化雨強(qiáng)比尺的研究97-99
• 8.6 小結(jié)99-101
• 第九章 挑流泄洪霧化預(yù)測(cè)計(jì)算101-126
• 9.1 龍灘水電站泄洪霧化預(yù)測(cè)計(jì)算101-109
• 9.2 糯扎渡水電站泄洪霧化預(yù)測(cè)計(jì)算109-115
• 9.3 拉西瓦水電站泄洪霧化預(yù)測(cè)計(jì)算115-119
• 9.4 挑流泄洪霧化范圍估算的研究119-125
• 9.5 小結(jié)125-126
• 第十章 挑流泄洪霧化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型126-142
• 10.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的基本原理126-128
• 10.2 BP網(wǎng)絡(luò)模型128-131
• 10.3 挑流泄洪霧化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(xué)模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型139-140
• 10.6 小結(jié)140-142
• 第十一章 結(jié)論與研究展望142-146
• 11.1 結(jié)論142-145
• 11.2 研究展望145-146
• 參考文獻(xiàn)146-153
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文和參加科研情況153-154
• 附錄154-158
• 致謝158

【引證文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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1 黃財(cái)元;高拱壩泄洪霧化數(shù)學(xué)模型及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型研究[D];天津大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：1071616