水轮发电机组甩负荷工况多目标优化研究

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为解决具有水力干扰的大流量、中水头传统水电站在双机甩负荷工况下对于导叶关闭规律的多样性研究不足的问题,以某双机共尾水调压井巨型水电站为例,构建水电站精细化模型,提出了多目标人工羊群算法(MOASA)优化双机同时甩负荷工况下两段式、三段式导叶关闭规律.为避免极值弱化,考虑了两个水力系统的非对称性,选择两台机组中蜗壳末端压力最大值和转速上升最大值为两个极值优化目标,再从两种控制策略的优化前沿上、中、下区域中选取6种控制规律,并分成3组对比两段式、三段式导叶关闭规律控制效果.结果 表明,水电站双机同时甩负荷时,采用三段式关闭规律优于两段式关闭规律.同时采用MOASA优化的两段式、三段式导叶关闭规律的控制效果对比调保要求均留有较大的裕度,可见提出的MOASA可有效指导水电站甩负荷导叶关闭规律设计.
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通过溢洪道水工模型试验,优化了溢洪道挑流鼻坎体型结构,在拟合冲刷坑计算表达式中引入鼻坎体型系数作为挑射角角度的影响参数,通过量纲分析、回归分析,推求确定各相关参数.结果 表明,在下游河床地质条件相同时,影响冲刷坑深度的因素主要有鼻坎处单宽流量、流速、上下游水位落差、鼻坎体型等,提出的冲刷坑计算公式较现行规范中公式的计算精度明显提高,更接近实测值.
某水库左岸断层、节理裂隙发育,且布置了满足施工导流要求的导流洞.工程竣工后,导流洞封堵,水库进行蓄水,蓄水到一定水位后发现库区左岸岩体及坝基渗漏量较大.为探明库区左岸渗漏较大的原因,基于三维有限单元法及库区工程地质条件,构建了库区三维有限元渗流分析模型,在运行期计算模型的基础上,分别计算分析了库区导流洞排水孔的不同布置方式、左岸防渗帷幕和断层的不同失效性对库区左岸的渗流场、渗透流量的影响.结果 表明,导流洞排水孔及左岸断层为左岸渗流量大、渗压水头偏高的主要原因.
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引江济淮工程沿线分布大量膨胀土,河渠填筑过程中需对膨胀土进行改良.通过无荷膨胀率试验、直剪试验及SEM试验探讨利用河道开挖的砂岩弃料改良膨胀土的可行性.结果 表明,在相同的岩粉掺量下,无荷膨胀率随着含水率的增大而逐渐减小,在相同初始含水率下,无荷膨胀率随岩粉掺量的增大而减小;在相同的岩粉掺量下,改良土的内摩擦角和粘聚力均随着含水率的增大而减小,在相同初始含水率下,改良土的粘聚力随着岩粉掺量的增大而减小、内摩擦角随着岩粉掺量的增大而增大.
为研究冻融循环对岩石物理力学特性的影响,设计了一系列不同围压和冻融循环次数下的岩石三轴剪切试验;并利用微观分析研究冻融循环后岩石样本的微观结构和矿物成分的变化规律,以此解释宏观力学行为.剪切试验表明,随着冻融循环次数的增加,试样的强度逐渐降低,而泊松比呈上升趋势;SEM结果表明,冻融循环后岩石内部出现明显的孔隙和裂缝;切片扫描和XRD结果表明,方解石等矿物成分也发生溶解流失,进而导致岩石的力学特性不断弱化.基于力学试验和微观分析,利用Hoek-Brown经验模型建立了一个考虑冻融循环效应的岩石强度准则.模
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为研究塑钢纤维对混凝土早龄期力学性能及弹性模量的影响,将体积率0%、0.45%、0.90%、1.35%的塑钢纤维掺入混凝土中研究早龄期轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量的发展变化规律.结果 表明,塑钢纤维对混凝土早龄期轴心抗拉强度增幅最大,弹性模量次之,对轴心抗压强度影响最小.塑钢纤维体积率小于1.35%,随着纤维掺量增大,混凝土早龄期轴心抗拉强度和弹性模量增大,最大增幅分别为43.28%、31.49%;混凝土早龄期轴心抗压强度先减小后增大,最大降幅9%,最大增幅16%.塑钢纤维混凝土早龄期轴心抗压强度